Вагоны. Проектирование, устройство и методы испытаний - Кузнецов А.В., Кузьмич Л.Д., Ржавинский Б.А., Спиваковский А.Л.

Автор: Кузнецов А.В. Кузьмич Л.Д. Ржавинский Б.А. Спиваковский А.Л.
Теги: инженерное дело техника в целом железнодорожный транспорт городской транспорт пассажирский транспорт пассажирские перевозки
Год: 1978
Похожие
Трамвайные пути. Устройство, ремонт и содержание
Защита устройств электроснабжения троллейбусов
Проектирования методы проектирования, научное обоснование решений
Поисковые методы оптимального проектирования
Текст
                    
ВАГОНЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ, УСТРОЙСТВО
И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
Под редакцией
какд. техн, наук Л. Д. КУЗЬМИЧА
МОСКВА
МАШИНОСТРОЕНИЕ
197В
кг
УДК 62
Авторы: Леонид Дмитриевич КУЗЬМИЧ, Александр Васильевич КУЗНЕЦОВ,
Борис Александрович Р)К АБИНСКИЙ, Арон Львович СПИВАКОВСКИЙ,
Виктор Иванович КИРИЛЛОВ, Ханан Исаакович ПЕЙРИК,
Борис Михайлович МЫСЛИВЕЦ
Рецензенты д-р техн, наук С. В. ВЕРШИНСКИЙ
и канд. техн, наук И. Л. ШАРИНОВ
Вагоны. Под ред. Л. Д. Кузьмича, М., «Машиностроение», 1978.
376 с.
В книге впервые систематизированы сведения о параметрах и кон-
струкции грузовых и пассажирских вагонов, а также вагонов приго-
родного и городского транспорта. Изложены основные данные, необ-
ходимые для проектирования, расчета и исследования конструкций
вагонов и их узлов. Описаны различные виды испытаний и методы их
анализа. Освещены вопросы дальнейшего перспективного развития
конструкций вагонов.
Книга предназначена для инженерно-технических работников,
занимающихся конструированием, исследованием и эксплуатацией
вагонов.
Табл. 24, ил. 145, список лит. 34 назв.
ИБ № 448
ВАГОНЫ
Редактор издательства О. Д. Горчакова
Технический редактор Т. И. Андреева
Корректор И. М. Борейша
Художник А. Н. Ковалева
Сдано в набор 7/VII 1977 г. Подписано к печати 16/XI 1977 г. Т-16278
формат бОХЭО1/!* Бумага типографская № 1
Усл. печ. л. 23,5 Уч.-изд. л. 26,05 Тираж 6000 экз. Заказ 379
Цена 1 р. 70 к.
Издательство «Машиностроение» 107885, ГСП. Москва, Б-78.
1-й Басманный пер.» 3
Ленинградская типография № 6 Союзполиграфпрома
прн Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
193144, Ленинград, С-144, ул. Моисеенко, Ю
31802-220
В пЪо -,3" 220-78 © Издательство «Машиностроение», 1978 г.
038 (01)-78
ПРЕДИСЛОВИЕ
Транспорту принадлежит важнейшая роль в экономической
системе страны. Железнодорожный транспорт занимает ведущее
место среди всех видов транспорта СССР. Около 75—80% всех
перевозок в стране осуществляется железнодорожным транспор-
том. Объемы грузовых и пассажирских перевозок на желез-
нодорожном транспорте систематически возрастают. Например,
только за 5 лет (1971 —1975 гг.) грузооборот железных дорог
нашей страны возрос более чем на 735 млрд, ткм, или на 30%,
а пассажирооборот увеличился почти на 50 млрд, пассажиро-км,
или на 18%. В десятой пятилетке предусмотрено дальнейшее уве-
личение грузооборота всех видов транспорта примерно на 30%
и пассажирооборота на 23%, в том числе на железнодорожном
транспорте соответственно на 22 и на 14—15%. Рост объема пере-
возок требует систематического повышения провозной и про-
пускной способностей железных дорог. Эту задачу можно решить
развитием сети дорог и усилением технической оснащенности
транспорта. В годы девятой и десятой пятилеток происходит
ускоренное техническое перевооружение железных дорог маги-
стрального, промышленного и городского транспорта.
Важнейшим средством совершенствования работы железнодо-
рожного транспорта является повышение технического уровня
подвижного состава, создание и внедрение новых высокоэффек-
тивных конструкций вагонов, обеспечение производства подвиж-
ного состава в количествах, соответствующих растущим потреб-
ностям народного хозяйства. В этих целях осуществляются мно-
гие мероприятия, направленные на техническую реконструкцию
вагоностроительной промышленности, развитие производственных
мощностей, организацию производства и эксплуатации новых
прогрессивных видов подвижного состава. Проводятся работы по
совершенствованию путевого хозяйства железных дорог, развитию
служб ремонта и эксплуатации подвижного состава. Планомерно
идут научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы
по созданию новых прогрессивных конструкций вагонов маги-
стрального, промышленного и городского транспорта, обладающих
повышенными технико-экономическими характеристиками.
1*	3
На вагоностроительных заводах организовано производство
вагонов принципиально новых типов —• специализированных гру-
зовых вагонов для перевозки важнейших народнохозяйственных
грузов, комфортабельных пассажирских вагонов для скоростей
движения до 200 км/ч, современных вагонов метрополитена и трам-
вая и т. д. Разрабатываются и внедряются в производство и экс-
плуатацию новые конструкции важнейших узлов вагонов, новые
материалы и полуфабрикаты, позволяющие повысить технико-эко-
номические показатели и эксплуатационную надежность подвиж-
ного состава. Уточняется и пересматривается действующая нор-
мативно-техническая документация, внедряются новые стандарты
и технические условия.
В настоящей книге отражены современное состояние отечест-
венного вагоностроения, основные задачи и перспективы его раз-
вития. Рассмотрены вопросы классификации вагонов, проведения
опытно-конструкторских работ по созданию новых вагонов и обо-
снования выбора важнейших параметров вагонов. Даны сведения
о применяемых материалах и основных требованиях, учитывае-
мых при проектировании вагонов и их узлов; указаны важнейшие
обоснования этих требований. Изложены технические характери-
стики, особенности устройства и назначения различных узлов
и элементов вагонов. Приведено краткое описание конструкции
важнейших видов подвижного состава. Рассмотрены основные за-
дачи и методы проведения испытаний опытных образцов вагонов,
их узлов и элементов. Рассмотрен весь комплекс вопросов, свя-
занных с проектированием современных вагонов. Некоторые из-
вестные теоретические положения и вспомогательные сведения
освещены в сжатой форме.
Глава I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
§ 1. КРАТКИЙ ОБЗОР И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
ВАГОНОСТРОЕНИЯ В СССР
Первая русская железная дорога (Царскосельская) протяжен-
ностью 28 км была построена в 1837 г., но весь подвижной состав
для этой дороги был приобретен в Англии. Начало отечественного
вагоностроения было обусловлено строительством первой в России
магистральной двухпутной железной дороги Петербург—Москва,
строительство которой началось в 1843 г. Годом рождения оте-
чественного вагоностроения является 1846 г., когда Александров-
ский завод построил первые в России четырехосные грузовые
и пассажирские вагоны колеи 1524 мм. Кузова и рамы грузовых
вагонов были из дерева, и при грузоподъемности 8,2 тс вагоны
имели коэффициент тары ~0,95. Пассажирские вагоны также были
с деревянными кузовами, не имели отопления, умывальников и
туалетных отделений. К моменту открытия сквозного движения
по линии Петербург—Москва в 1851 г. Александровским заводом
было построено около 3000 грузовых вагонов (крытых и платформ)
и 239 пассажирских вагонов.
Дальнейшее развитие отечественного вагоностроения было свя-
зано с расширением строительства железных дорог в России.
Наибольшее количество грузовых вагонов (30 596) в царской
России было построено в 1900 г., а пассажирских (2251) — в 1912 г.
К 1917 г. на железных дорогах России в основном имелись двух-
осные грузовые вагоны, грузоподъемность которых не превышала
16,5 тс, а в основном составляла 12,5—15 тс. В парке имелось
небольшое количество (2%) четырехосных вагонов грузоподъем-
ностью около 40 тс. Средняя грузоподъемность вагонов грузового
парка составляла 15,1 тс. В конструкциях вагонов было широко
использовано дерево. Только небольшое количество грузовых
вагонов было оборудовано ручным тормозом и тормозными пло-
щадками. Автоматических тормозов не было.
Пассажирские вагоны были главным образом двухосные и трех-
осные. Как правило, они имели деревянные кузова, обшитые сна-
ружи листовым железом. Для отопления в них обычно использо-
вали примитивные чугунные или железные печи и лишь иногда —
индивидуальные котлы водяного отопления и централизованное
отопление от специальных вагонов-котельных. Вагоны в основном
освещали свечами. Все вагоны имели сквозную упряжь с винтовой
5
стяжкой и буферами. Вместе с тем на вагоностроительных заводах
и в железнодорожных мастерских в это время было предложено
много прогрессивных технических решений, сыгравших в даль-
нейшем важную роль в развитии железнодорожного транспорта
(четырехосные тележечные вагоны, туалеты и электроосвещение
в пассажирских вагонах, унификация параметров и технических
требований к вагонам, внедрение цельнокатаных колес и т. д.).
С самого начала возобновления вагоностроения в СССР (1924—
1926 гг.) в условиях нехватки металла было принято исключи-
тельно важное инженерное решение — изготовлять все вагоны
со стальными хребтовыми балками, обеспечивающими в дальней-
шем возможность перевода вагонов на автосцепку.
В первой пятилетке еще строили двухосные крытые вагоны,
платформы грузоподъемностью 20 тс и цистерны грузоподъем-
ностью 25 тс, но уже наращивали темпы освоения производства
четырехосных крытых вагонов, платформ и цистерн грузоподъем-
ностью 50 тс. Были начаты поставки саморазгружающихся полу-
вагонов грузоподъемностью 60 тс, хопперов грузоподъемностью
25, 60 и 70 тс, вагонов-самосвалов (думпкаров) грузоподъемностью
35, 40 и 50 тс. В производстве вагонов стали широко применять
электросварку. Вагоны оборудовали автоматическими воздушными
тормозами с воздухораспределителем конструкции советского
изобретателя И. К. Матросова.
В 1935 г. было принято решение о проведении мероприятий,
обеспечивающих резкое увеличение производства грузовых ваго-
нов. Кроме вагоностроительных заводов, было дополнительно
привлечено десять машиностроительных заводов, что позволило
в течение этого года изготовить 85 279 вагонов (в двухосном ис-
числении). В 1936 г. вступил в строй действующих крупнейший
завод по производству грузовых вагонов — Уральский вагоно-
строительный (УВЗ). В эти годы производство грузовых вагонов
становится крупносерийным поточным. Главным в организации
вагоностроения становится специализация вагоностроительных
заводов и налаживание устойчивых производственных связей
между ними. Были организованы специализированные тормозные
заводы, построен Бежицкий сталелитейный завод (БСЗ) для обе-
спечения вагоностроительных заводов крупным стальным литьем.
Средняя грузоподъемность вагонов железных дорог СССР
в 1940 г. составила 26,1 тс. Пассажирские вагоны продолжали еще
строить с деревянными кузовами, но уже с мощными стальными
рамами. Вагоны были четырехосными длиною 20,2 м с электри-
ческим освещением, индивидуальным водяным отоплением, с мяг-
кими и жесткими плацкартными местами для лежания и т. п.
Технический уровень и комфортные условия пассажирских ваго-
нов были резко повышены, что позволило получить на Всемирной
промышленной выставке в Париже (1937 г.) золотую медаль
«Гран-При» за конструкцию мягкого спального вагона, построен-
ного Ленинградским вагоностроительным заводом (ЛВЗ). Были
6
построены и испытывались опытные партии цельнометаллических
пассажирских вагонов длиною 25 м с различными планировками.
С 1928 г. начали строить электропоезда с цельнометаллическими
вагонами длиною 19,3 м для электрифицированных пригородных
железных дорог, а с 1934 г. — цельнометаллические вагоны для
Московского метрополитена. В 1940 г. было начато производство
новых скоростных цельнометаллических вагонов трамвая.
В 1930 г. было организовано Центральное вагоно-конструктор-
ское бюро (ЦВКБ), реорганизованное впоследствии в Централь-
ное вагоно-проектное бюро (ЦВПБ), которое занималось проекти-
рованием и развитием конструкций вагонов всех типов. ЦВПБ
разработало около 50 конструкций новых вагонов, которые строили
многие вагоностроительные заводы. Разработанные в ЦВПБ четы-
рехосные вагоны цельносварной конструкции с автосцепкой и ав-
томатическими тормозами явились основой современного вагонного
парка железных дорог СССР. Были разработаны нормы проекти-
рования вагонов и технические требования к сварным конструк-
циям вагонов, положено начало стандартизации и унификации
в вагоностроении. В 1933 г. было организовано Научно-исследо-
вательское бюро вагоностроения (НИБ), которое было научным
центром отечественного вагоностроения до 1961 г. в дальнейшем
(ВНИИВ). Все новые конструкции вагонов стали подвергать все-
сторонним испытаниям, что способствовало постановке на серий-
ное производство уже отработанных конструкций.
В настоящее время вагоностроительная промышленность СССР
имеет около 20 предприятий, основные из которых следующие:
Калининский ордена Ленина вагоностроительный завод имени
М. И. Калинина (КВЗ), являющийся ведущим предприятием по
выпуску пассажирских вагонов локомотивной тяги;
Рижский ордена Трудового Красного Знамени вагонострои-
тельный завод (РВЗ), выпускающий электропоезда, дизель-поезда
и трамваи;
Ленинградский орденов Октябрьской Революции и Красной
Звезды вагоностроительный завод им. И. Е. Егорова (ЛВЗ), спе-
циализирующийся на выпуске вагонов метрополитена и пасса-
жирских вагонов;
Уральский дважды ордена Ленина, орденов Красного Знамени,
Отечественной войны и Трудового Красного Знамени вагонострои-
тельный завод им. Ф. Э. Дзержинского (УВЗ), являющийся веду-
щим предприятием по полувагонам, тележкам и автосцепному
оборудованию;
Алтайский вагоностроительный завод (АВЗ), выпускающий
крытые грузовые вагоны;
Крюковский ордена Октябрьской Революции вагоностроитель-
ный завод (КрВЗ), производящий полувагоны и вагоны типа
хоппер;
Днепродзержинский ордена Знак Почета вагоностроительный
завод им. газеты «Правда» (ДВЗ), выпускающий универсальные
7
платформы и различные специализированные грузовые вагоны
для магистральных и промышленных железных дорог;
Калининградский вагоностроительный завод (КгВЗ), являю-,
щийся ведущим предприятием по выпуску вагонов-самосвалов
(думпкаров);
Демиховский машиностроительный завод (ДМ3), специализи-
рующийся на производстве различных вагонов узкой колеи;
Кадиевский вагоностроительный завод (КдВЗ), изготовляющий
универсальные платформы, специализированные вагоны и транс-
портеры;
Абаканский вагоностроительный завод (АбВЗ), начавший вы-
пуск платформ для перевозки контейнеров, большегрузных уни-
версальных контейнеров и другой продукции;
Бежицкий сталелитейный завод (БСЗ), специализирую-
щийся на выпуске стальных отливок тележек и автосцепных
устройств;
Кременчугский завод литья и штамповок (КЛИШ), производя-
щий стальные отливки тележек;
Московский завод машин и приборов для железнодорожного
транспорта (МТЗ) — ведущее предприятие по производству тор-
мозных приборов и оборудования для подвижного состава;
Первомайский завод машин и приборов для железнодорожного
транспорта (ПТЗ), специализирующийся на производстве компрес-
соров и тормозного оборудования;
Ждановский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции
завод тяжелого машиностроения им. 50-летия Великой Октябрь-
ской социалистической революции (ЖЗТМ) — ведущий завод по
изготовлению железнодорожных цистерн;
Брянский орденов Ленина и Трудового Красного Знамени ма-
шиностроительный завод (БМЗ) — ведущее предприятие по про-
изводству рефрижераторных вагонов;
Мытищинский орденов Октябрьской Революции и Отечествен-
ной войны машиностроительный завод (ММ3), являющийся веду-
щим заводом по вагонам метрополитена;
Усть-Катавский орденов Трудового Красного Знамени и Знак
Почета вагоностроительный завод им. С. М. Кирова (УКВЗ),
специализирующийся на выпуске вагонов трамвая.
Кроме перечисленных, к производству вагонов и комплектую-
щего оборудования привлечены и некоторые другие заводы Мин-
тяжмаша, МПС, электротехнической и металлургической про-
мышленности.
Научные исследования, опытно-конструкторские работы и до-
стигнутый высокий индустриальный уровень вагоностроительных
заводов позволили осуществить следующие серьезные мероприятия
по повышению технического уровня вагонов:
прекращение постройки грузовых вагонов с поясными тележ-
ками и переход на выпуск всех вагонов широкой колеи на тележ-
ках с литыми боковыми рамами и надрессорными балками, что
8
значительно повысило эксплуатационную надежность грузовых
вагонов;
прекращение оборудования грузовых вагонов широкой колеи
чугунными колесами и переход на применение стальных цельно-
катаных колес;
внедрение роликовых подшипников в буксах пассажирских и
грузовых вагонов, что резко снизило количество отцепок вагонов
в эксплуатации вследствие неисправностей букс;
широкое использование в вагоностроении низколегированной
стали повышенной прочности, что позволило снизить массу гру-
зовых вагонов, повысить их грузоподъемность и эксплуатацион-
ную надежность;
перевод всех вагонов широкой колеи на автосцепку;
внедрение композиционных тормозных колодок, новых тормоз-
ных приборов и устройств, обеспечивающих снижение тормозных
путей и повышение срока службы ходовых частей;
применение новых методов сварки, прогрессивных технологи-
ческих процессов, новых отделочных и теплоизоляционных мате-
риалов, качественных лакокрасочных покрытий и т. д.
В последние годы грузоподъемность четырехосных крытых
вагонов, полувагонов и платформ увеличена до 65 тс. Разработаны
конструкции восьмиосных полувагонов грузоподъемностью 125 тс,
восьмиосных цистерн грузоподъемностью 120 тс, специализирован-
ных вагонов для перевозки цемента, минеральных удобрений, гра-
нулированной сажи, зерна, горячих окатышей, агломерата, лег-
ковых автомобилей. Созданы конструкции большегрузных контей-
неров, транспортеров грузоподъемностью до 500 тс, думпкаров
грузоподъемностью до 180 тс, специализированных цистерн для
перевозки кислот, сжиженных газов, пищевых продуктов, сыпу-
чих и вязких грузов.
С 1965 г. прекращено производство изотермических грузовых
вагонов с устаревшей льдосоляной системой охлаждения и в се-
рийное производство внедрены пятивагонные рефрижераторные
секции с современной машинной системой охлаждения. Такие
секции обеспечивают хорошую сохранность перевозимых грузов.
Значительный качественный скачок сделало пассажирское ва-
гоностроение—осуществлен переход на постройку вагонов с цельно-
металлическими кузовами длиною 23,6 м. Часть этих вагонов обо-
рудована установками для кондиционирования воздуха. Все се-
рийно выпускаемые пассажирские вагоны рассчитаны на эксплуа-
тацию со скоростями до 160 км/ч. На Рижском вагоностроительном
заводе организовано производство электропоездов постоянного и
переменного тока, рассчитанных на эксплуатацию со скоростями
До 130 км/ч. Важное значение имела организация на этом заводе
производства отечественных дизель-поездов для местного сообще-
ния. На Рижском и Усть-Катавском вагоностроительных заводах
развивается производство современных вагонов трамвая, а на ММ3
и ЛВЗ—усовершенствованных вагонов метрополитена.
9
В 1961 г. научно-исследовательское бюро вагоностроения
(НИБ) было реорганизовано во Всесоюзный научно-исследова-
тельский институт вагоностроения (ВНИИВ), на который были
возложены функции головного института по осуществлению важ-
нейших научно-исследовательских работ в области создания но-
вых вагонов прогрессивных типов, а также совершенствования
и унификации выпускаемых вагонов. Наряду с созданием инсти-
тута были укреплены конструкторские и технологические службы
заводов.
Вопросам дальнейшего развития советского вагоностроения
были посвящены многие решения правительственных органов.
Сейчас вагоностроение нашей страны находится на стадии уско-
ренного технического развития: созданы пассажирские вагоны и
электропоезда, рассчитанные на скорость 200 км/ч; построены гру-
зовые вагоны повышенной грузоподъемности; создаются высоко-
эффективные специализированные вагоны магистрального, город-
ского и промышленного транспорта и т. д. Ежегодный выпуск
грузовых вагонов достигает 70—75 тыс.
Дальнейшее развитие вагоностроения тесно связано с прогрес-
сом железнодорожного транспорта и всего народного хозяйства
страны. В целях своевременного выявления и обеспечения потреб-
ностей страны в подвижном составе научные организации и заводы
систематически проводят исследования по изысканию перспектив-
ных конструктивных решений, обоснованию параметров и типажа
новых вагонов, разработке методов расчета и испытаний, определе-
нию долгосрочных планов развития вагоностроения. Важное зна-
чение имеют также работы по определению прогрессивных требо-
ваний к материалам, элементам и оборудованию вагонов, произ-
водимым в смежных отраслях промышленности, к выбору и внед-
рению новых видов материалов и оборудования. Необходимы испы-
тания новых вагонов, текущее улучшение их конструкции и повы-
шение эксплуатационных качеств узлов и элементов выпускаемых
вагонов, совершенствование нормативно-технической базы вагоно-
строения, усиление роли стандартизации и унификации, повы-
шение технического уровня и планомерное управление качеством
продукции. Одновременно идут работы по совершенствованию тех-
нологии производства вагонов, изысканию и внедрению новых
технологических процессов, оборудования и оснастки, способ-
ствующих сокращению материалоемкости и трудоемкости произ-
водства, повышению уровня качества и надежности вагонов
и т. д.
Научно-исследовательские работы по проблемам вагонострое-
ния координируются и проводятся ВНИИВ, его филиалами и
ЦНИИ МПС с участием других организаций и вагонострои-
тельных заводов. Важное значение имеет улучшение координа-
ции этих исследований, повышение их целенаправленности и
ускорение сроков внедрения результатов исследований в произ-
водство.
10
разработанными ВНИИВ прогнозами установлены основные
направления развития вагоностроения СССР на перспективу.
К числу важнейших направлений относят следующие:
повышение грузоподъемности и вместимости грузовых вагонов
благодаря лучшему использованию допускаемых осевых и погон-
ных нагрузок на путь, а также размеров по основному габариту Т;
совершенствование параметров вагонов с целью их оптималь-
ного соответствия структуре и свойствам перевозимых грузов,
а также условиям перевозок на железнодорожном транспорте;
развитие парка специализированных грузовых вагонов маги-
стрального и промышленного транспорта, обеспечивающих сохран-
ность грузов и повышение производительности труда в перевозоч-
ном процессе;
систематическое повышение эксплуатационной надежности ва-
гонов и их узлов, связанное с увеличением интенсивности работы
транспорта, повышением скоростей движения, веса поездов и т. д.;
увеличение вместимости, улучшение динамических характе-
ристик и повышение скоростей движения пассажирских вагонов
магистрального и городского рельсового транспорта;
улучшение технико-экономических показателей пассажирских
вагонов, комфортных и санитарно-гигиенических условий;
обеспечение безопасности пассажирских перевозок;
уменьшение массы конструкции вагонов в результате приме-
нения высокопрочных сталей и алюминиевых сплавов с хорошими
антикоррозионными свойствами, новых синтетических материалов,
более совершенных конструктивных решений и внедрения новых
технологических процессов;
совершенствование характеристик узлов ходовых частей, тор-
моза, автосцепного и электрического оборудования вагонов,
а также повышение их экономичности в эксплуатации;
дальнейшее развитие унификации и стандартизации вагонов,
их узлов и деталей.
Конструкции создаваемых вагонов должны обеспечивать комп-
лексную механизацию и автоматизацию погрузо-разгрузочных
работ. Эти конструкции необходимо увязывать с конструкцией
прогрессивных средств механизации грузовых операций. Вагоны
должны быть в максимальной степени приспособленными для
текущего обслуживания, механизированной уборки, очистки,
осмотра и ремонта. Важнейшее значение имеют вопросы всемерной
рационализации и автоматизации производства вагонов с целью
сокращения трудовых и материальных затрат на их изготовление,
обеспечения стабильного и высокого качества всех узлов и эле-
ментов конструкции. Объем производства вагонов должен соот-
ветствовать возрастающим потребностям народного хозяйства
страны, для чего необходимо развивать производственные мощ-
ности и увеличивать выпуск комплектующего оборудования
И материалов.
11
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВАГОНОВ И ИХ ОСНОВНЫЕ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Вагоны по своему назначению делят на две основные группы —
пассажирские и грузовые. По условиям эксплуатации их можно
классифицировать следующим образом:
вагоны магистральные, служащие для перевозки пассажиров
и грузов по сети железных дорог Министерства путей сообще-
ния (МПС);
вагоны промышленного транспорта, предназначенные для экс-
плуатации на внутризаводских и других промышленных рельсо-
вых путях; если вагоны промышленного транспорта отвечают и
требованиям, предъявляемым к магистральным вагонам, то по
согласованию с МПС их можно эксплуатировать без ограничения
(или с некоторыми ограничениями) и на магистральных железных
дорогах МПС;
вагоны городского транспорта, обеспечивающие перевозку пас-
сажиров и грузов по городским и, в ряде случаев, пригородным
железнодорожным путям — наземным и подземным.
Вагоны также делят на вагоны широкой и узкой колеи.
Пассажирские вагоны магистральных железных дорог делят
на несамоходные вагоны локомотивной тяги и самоходные.
К вагонам локомотивной тяги относят следующие вагоны:
дальнего следования (купированные или открытого типа) —
для перевозки пассажиров на большие расстояния; в зависимости
от оборудования спальных мест для лежания их называют жест-
кими или мягкими;
межобластного сообщения — для перевозки пассажиров на
сравнительно небольшие расстояния (до 800—1000 км), главным
образом в дневное время;
пригородного сообщения — для перевозки пассажиров на не-
большие расстояния в пределах пригородных зон городов и рабо-
чих поселков;
вагоны-рестораны, обеспечивающие организацию питания пас-
сажиров в пути следования при дальних перевозках;
багажные — для перевозки багажа пассажиров дальнего сле-
дования, а также багажа, отправляемого пассажирской ско-
ростью;
почтовые — для перевозки почтовых грузов (писем, посылок
и т. д.);
почтово-багажные — для выполнения комбинированной функ-
ции почтовых и багажных вагонов на участках железных дорог
с небольшими пассажирскими перевозками;
вагоны для туристов (двухэтажные), имеющие на первом этаже
купе отдыха со спальными местами, а на втором этаже — салон
с креслами под остекленным куполом;
вагоны-электростанции, предназначенные для централизован-
ного питания электроэнергией (в поездах дальнего следования)
12
всех систем пассажирских вагонов, не имеющих индивидуального
источника электроснабжения;
специальные вагоны — вагоны-лаборатории, служебные, сани-
тарные, вагоны-клубы, вагоны-выставки и др.
К самоходным магистральным пассажирским вагонам относят
следующие вагоны:
электропоездов — главным образом для пригородного и мест-
ного сообщения;
дизель-поездов — для пригородного и местного сообщения на
неэлектрифицированных линиях;
автомотрисы (автономные самоходные вагоны) — для перевозки
пассажиров на участках железных дорог с небольшими пассажир-
скими перевозками.
К грузовым вагонам магистральных железных дорог относят:
универсальные — для перевозки грузов широкой номенкла-
туры;
специализированные — для перевозки одного или нескольких
близких по характеру грузов.
По типам конструкции различают:
платформы — для перевозки длинномерных и громоздких гру-
зов, контейнеров, леса, металлопроката, автомашин и других гру-
зов, не требующих защиты от атмосферных воздействий;
полувагоны — для перевозки руды, угля, лесоматериалов и
других грузов, не требующих защиты от атмосферных воздействий;
крытые вагоны — для перевозки зерна, упакованных штучных
и ценных грузов, скота и других грузов, нуждающихся в защите
от атмосферных воздействий;
цистерны — для перевозки жидкостей (нефтепродуктов, кислот,
сжиженных газов), некоторых порошкообразных сыпучих грузов
и т. п.;
хопперы и бункерные саморазгружающиеся вагоны — для пере-
возки массовых сыпучих, порошкообразных, кусковых и полу-
жидких грузов;
изотермические вагоны — для перевозки скоропортящихся,
главным образом пищевых грузов (мяса, рыбы, молока, фруктов
и т. п.);
транспортеры (специальные многоосные вагоны) — для пере-
возки таких грузов, которые по габаритным размерам или массе
невозможно перевозить в обычных вагонах.
Пассажирские и грузовые магистральные вагоны могут быть
как общесетевыми, так и с ограниченной сферой применения,
главным образом в зависимости от их габаритных размеров.
К вагонам промышленного транспорта относят вагоны-думп-
кары, саморазгружающиеся вагоны-самосвалы, предназначенные
главным образом для горнорудных предприятий и угольных раз-
работок, а также все специальные грузовые вагоны, эксплуати-
руемые на промышленных предприятиях без права выхода (или
с правом выхода) на магистральные пути МПС.
13
К вагонам городского транспорта относят:
трамвайные вагоны — для перевозки населения (в городах и
ближайших пригородах) по рельсовым путям, оборудованным
контактной подвеской;
вагоны метрополитена — для массовой перевозки пассажиров
на линиях метрополитена, оборудованных третьим токоведущим
рельсом.
Всем вагонам, находящимся в серийном производстве, обяза-
тельно присваивают номер модели, который состоит из двух частей:
первая часть содержит два знака — номер подгруппы и вид со-
гласно общесоюзному классификатору промышленной и сельско-
хозяйственной продукции; вторая часть содержит индекс кон-
структорской документации изделия. Граничные значения индек-
сов для каждого предприятия устанавливает ВНИИВ.
Конкретные эксплуатационные и технико-экономические ха-
рактеристики вагонов зависят от обоснованного выбора их пара-
метров и конструктивного исполнения. Наиболее важными пара-
метрами, характеризующими эффективность грузовых вагонов,
являются грузоподъемность, вес тары, количество осей, объем
кузова, площадь пола, длина вагона и другие его линейные раз-
меры, а также производные этих параметров — коэффициент тары,
удельный объем или удельная площадь, нагрузка от колесной пары
на рельсы (осевая нагрузка) и погонная нагрузка на путь.
Первостепенное значение имеет проблема снижения тары ваго-
нов, так как ее решение позволяет снизить затраты материалов
на изготовление вагонов, сократить расходы в эксплуатации на
перевозку тары вагонов и повысить их грузоподъемность в пре-
делах допускаемой нагрузки от колесной пары на рельсы. Все это
способствует увеличению провозной способности железных дорог.
Снижения тары вагонов при одновременном повышении грузо-
подъемности и эксплуатационной надежности можно достигнуть
в результате более рациональной конструкции узлов и деталей;
уменьшения динами геских усилий совершенствованием ходовых
частей и поглощающих аппаратов автосцепки; применения низко-
легированных стал эй повышенной прочности и коррозионной
стойкости, высокопрочных алюминиевых сплавов и пластмасс.
Эту задачу можно также решить, совершенствуя технологию из-
готовления вагоноз, применяя прогрессивные методы сварки и
сборки узлов, поверхностное упрочнение, оплавление и обработку
наиболее ответственных сварных швов, точное литье и т. д. Эффек-
тивность снижения тары характеризуют коэффициентом тары —
отношением веса тары вагона к грузоподъемности. Различают:
технический или конструктивный коэффициент тары kT = Т/Р,
где Т — вес тары; Р — номинальная грузоподъемность;
погрузочный коэффициент тары, учитывающий фактическое
использование грузоподъемности вагона, kn == Т/РК, где X —
коэффициент использования грузоподъемности; РХ — статиче-
ская нагрузка вагона;
14
эксплуатационный коэффициент тары, учитывающий степень
использования вагона с учетом дальности перевозок и порожнего
пробега,
k___апор)
э	р ’
гднн
где аПОр — коэффициент порожнего пробега; Рдин — средняя ди-
намическая нагрузка груженого вагона, определяемая делением
тонне-километровой работы на пробег в вагоно-километрах.
При проектировании и эксплуатации вагонов следует стре-
миться к тому, чтобы все три коэффициента тары имели минималь-
ное значение и по возможности мало различались.
Коэффициенты тары в значительной мере зависят от удельного
объема или удельной площади. Удельным объемом называют от-
ношение объема кузова к грузоподъемности вагона:
V =
У Р Ру ’
где V — полный расчетный объем кузова, м3; Р — грузоподъем-
ность, тс; Уп — полезный объем, м3; <р — коэффициент использо-
вания расчетного объема, <р = Vn!V.
Для платформы характерным параметром является удельная
площадь — отношение площади пола к номинальной грузоподъем-
ности:
F - F - Уп
У Р FHtp ’
где F — полная площадь пола, м2; Н — высота груза, м.
Для специализированных вагонов, предназначенных для пере-
возки груза с одинаковым удельным (объемным) весом у, тс/м3,
необходимый удельный объем или удельную площадь определяют
из выражений
V = —• f = —!—.
У фу ’ 'У фу//
Для универсальных вагонов, рассчитанных на перевозку гру-
зов большой номенклатуры, трудно добиться полного использо-
вания объема и грузоподъемности при перевозке различных гру-
зов. Поэтому для универсальных вагонов Ку и f определяют как
оптимальные величины для всего грузооборота (по методике
и формулам, предложенным Л. А. Коганом).
По приведенным формулам устанавливают долю в грузообороте
и необходимые при перевозке удельные объемы Vy_ г и удельные
площади fy6 каждого груза, планируемого для перевозки в вагоне
Данного типа. Сгруппировав грузы, близкие по значениям Уу г
15
и /у г, определяют степень использования к грузоподъемности
вагона в зависимости от Vy и f. Тогда
где ая — доля в грузообороте грузов, при перевозке которых ис-
пользуется грузоподъемность вагона при данных Ку и f а,, —
доля в грузообороте грузов, при перевозке которых, недоисполь-
зуется грузоподъемность вагона при данных Ку и fy.
Коэффициент к использования грузоподъемности и соответ-
ственно средневзвешенные статические и динамические нагрузки
можно также рассчитать, корректируя статическую нагрузку в за-
висимости от изменения полезного объема (для одних грузов) или
площади (для других грузов) и предельной грузоподъемности
(для остальных грузов).
Оптимальным удельным объемом Уу. опт является объем, соот-
ветствующий минимальным приведенным затратам, определяемым
выражением
С + £НК,
где С — себестоимость перевозок; К — капитальные затраты на
внедрение нового вагона; £н — нормативный коэффициент эффек-
тивности.
Одним из важнейших параметров вагона является грузоподъем-
ность. Увеличение грузоподъемности позволяет повысить произ-
водительность вагона в единицу времени, увеличить веса поездов,
улучшить использование мощности локомотивов и станционных
устройств, снизить расходы на маневровую работу, текущее со-
держание, обслуживание вагонов и т. д. В конечном счете все это
приводит к увеличению провозной способности железных дорог
и снижению себестоимости перевозок. В современных условиях
повышение статической нагрузки вагонов на 1 % позволяет уве-
личить средний вес грузового поезда (нетто) примерно на 15 тс,
а повышение веса поезда на 10% сокращает себестоимость пере-
возок примерно на 2%.
Грузоподъемность можно определять исходя из структуры
грузооборота и рационального использования габарита подвиж-
ного состава. Тогда
р = %аб
Гу. опт
где Угаб — возможный объем кузова по габариту, м3; Ку. опт —
оптимальный удельный объем, определенный для данного грузо-
оборота, м3/тс.
16
Грузоподъемность можно также определять по допускаемой
осевой нагрузке. Тогда
р = рот
1 + ’
где Ро — допускаемая осевая нагрузка, тс; т — количество осей
в вагоне; kT — технический коэффициент тары вагона.
Наконец, грузоподъемность можно определять исходя из допу-
скаемой максимальной нагрузки вагона, приходящейся на 1 м
пути (погонной нагрузки). Тогда
р =
1 + Д
где L — проектная длина вагона по осям сцепления автосцепок, м;
qn — допускаемая погонная нагрузка на путь от брутто вагона,
тс/м.
Экономичность вагона зависит от его конструкции, которая
должна иметь минимальную стоимость и обладать высокими экс-
плуатационными качествами. Особенно важное значение имеет
степень приспособленности вагона для быстрого выполнения
погрузочно-разгрузочных операций с минимальными затратами
труда. Данные эксплуатации показывают, что грузовой вагон
в среднем около 35% времени оборота находится в простое под
погрузкой и выгрузкой. Поэтому совершенствование конструкции
грузовых вагонов должно быть направлено на сокращение доли
времени оборота, затрачиваемого на .погрузочно-разгрузочные
операции.
Основные линейные размеры грузового вагона необходимо
определять из условия вписывания в заданный габарит, удобной
погрузки и выгрузки, рационального размещения и обеспечения
сохранности грузов, наилучшего взаимодействия с другим под-
вижным составом и максимального использования допускаемых
осевых и погонных нагрузок на путь.
Важнейшие параметры пассажирских вагонов следующие: вес
тары; вместимость (расчетная населенность); линейные размеры
(длина и др.); скорость движения; ускорение разгона и т. д.
Для сравнения различных конструкций удобны такие удельные
показатели, как масса тары на одно пассажирское место (на одного
расчетного пассажира), масса тары на единицу длины или площади
горизонтальной проекции вагона, вместимость на единицу длины,
мощность тяговых двигателей на ось, и т. д.
При оценке технико-экономических показателей пассажирских
вагонов необходимо учитывать уровень их комфортабельности,
обеспечения эргономических, санитарных и эстетических требова-
нии. Естественно, например, что вес тары и стоимость вагона
с кондиционированием воздуха будет выше, чем те же параметры
---------------------	'	,	17
вагона с обычной вентиляцией. Однако и проезд в таком вагоне
значительно удобнее. Возникают определенные трудности при ко-
личественной оценке экономической эффективности мероприятий
по совершенствованию конструкции пассажирских вагонов, на-
правленных на улучшение комфортно-санитарных условий проезда,
увеличение его скорости и безопасности движения. Поэтому во
многих случаях пока не удается получить абсолютную технико-
экономическую характеристику новой конструкции в конкретной
форме народнохозяйственного эффекта и строго экономически
обосновать выбор оптимальных параметров пассажирских вагонов.
Исследования по разработке более совершенных методов оценки
экономической эффективности пассажирских вагонов проводятся
во ВНИИВ и других организациях.
В эксплуатации определяющим показателем совершенства кон-
струкции вагона является себестоимость перевозок груза или пас-
сажиров в заданных условиях. В общем случае критерием опти-
мальности конструкции вагона являются минимальные приведен-
ные народнохозяйственные затраты на выполнение транспортных
операций расчетного объема. Лучшим считают вагон с парамет-
рами, при которых приведенные затраты наименьшие, а народно-
хозяйственный экономический эффект — наибольший.
Народнохозяйственный экономический эффект от производства
и использования нового или усовершенствованного вагона
Эн. х = [Цб (а - 1) - (АС + £н АД)] + /б ~+ (Д'б - К'а),
г ам. н “Г н
(1)
где Цб — цена базисного вагона (руб.), скорректированная с уче-
том фактических затрат, соответствующих году начала освоения
производства нового вагона, и установленного для вагона этого
типа норматива рентабельности; а — коэффициент эквивалент-
ности, характеризующий относительное изменение производитель-
ности нового вагона с учетом расчетного срока службы вагона;
АС — изменение себестоимости производства одного нового вагона
(в год начала его освоения) по сравнению с базисным; £н — нор-
мативный коэффициент эффективности в отрасли вагоностроения;
А/С — удельные дополнительные капитальные затраты, связанные
с созданием и организацией производства нового вагона; И'6 и
И'н — годовые текущие издержки без учета отчислений на амор-
тизацию соответственно базисного и нового вагонов; Раы н —
коэффициент отчислений на реновацию при использовании нового
вагона; Е'н—нормативный коэффициент эффективности для жел.-дор.
транспорта; Кв и Кн — дополнительные капитальные затраты,
сопутствующие применению соответственно нового и базисного
вагонов, исходя из объема перевозок при использовании нового
вагона.
18
Коэффициент
Пк +
П6 1/Ти + Е' ’
(2)
где Па и Пб — годовая производительность вагона, соответственно
нового и базового; Тп и Тб — срок службы соответственно нового
и базового вагона с учетом его морального износа.
Для грузовых, почтовых и багажных вагонов
(^нб)гр - ^P^'kp ,	(3)
где Рдин — средняя динамическая нагрузка груженого вагона;
R' — рейс груженого вагона; kp — коэффициент, учитывающий
время нахождения вагона вне рабочего парка; 0в — оборот вагона.
Для пассажирских вагонов
(/7H6)nc = 365MSfep,	(4)
где М — средняя населенность вагона; S — среднесуточный про-
бег вагона.
Важным параметром, учитываемым при проектировании новых
вагонов, является лимитная цена, которая служит экономиче-
ским показателем предельно допустимого уровня народнохозяй-
ственных затрат с учетом технико-экономических показателей
нового изделия. Лимитная цена
ЦЛ = Ц6а + —Иб~^н>- + (Кб - В,	(5)
гам. н "Г
где В — коэффициент удешевления, связанный со снижением из-
держек производства нового изделия после освоения его серий-
ного выпуска (обычно В = 0,8-?-0,95).
Оптовую цену на новый вагон устанавливают с учетом норма-
тивной рентабельности. Как правило, оптовая цена существенно
ниже лимитной цены.
Глава II
ОСНОВНЫЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВАГОНОВ
§ 3. ПРОЦЕСС СОЗДАНИЯ НОВЫХ ВАГОНОВ
Вагоны являются важнейшим элементом железнодорожной
транспортной системы. Для наилучшего обеспечения наиболее
экономичной, слаженной и эффективной работы транспорта эле-
менты транспортной системы должны отвечать определенным
взаимоувязанным требованиям. В общем случае к вагонам предъ-
являют требования, предусматривающие обеспечение:
надежной и безопасной эксплуатации в заданных условиях;
необходимых технико-экономических показателей перевозки;
прогрессивных технических характеристик и параметров;
необходимого взаимодействия с другими видами подвижного
состава;
согласованности с конструкцией и параметрами пути, соору-
жений средств сигнализации и связи, погрузочно-разгрузочных
устройств, ремонтных предприятий и т. п.
При разработке конкретной конструкции вагона учитывают
также различные дополнительные и специальные требования, свя-
занные с типом вагона, его назначением, сферой эксплуатации
и другими условиями.
Последовательность этапов создания и постановки на промыш-
ленное производство новых вагонов определена ГОСТ 15.001—73.
Для определения возможности и сроков создания вагонов новой
конструкции и их экономической целесообразности заказчик при
выявлении технической потребности в поставке новых вагонов со-
ставляет заявку с указанием лимитной (максимальной) цены.
Заявку на важнейшие изделия (вагоны новых типов) подписывает
руководство министерства-заказчика, а на остальные изделия
(узлы, элементы) — руководство соответствующего управления
или объединения. Заявку направляют ведущему институту
(ВНИИВ) и предполагаемому заводу-изготовителю, которые в ме-
сячный срок подготовляют заключение. С заключением института
заявку представляют в Министерство тяжелого и транспортного
машиностроения (Минтяжмаш) для принятия решения.
Конструкторскую документацию на новые вагоны разрабаты-
вают в соответствии с требованиями стандартов Единой системы
конструкторской документации (ЕСКД). Последовательность раз-
работки конструкторской документации принимают в соответствии
20
с ГОСТ 2.103—68 «Стадии разработки», а характер и содержание
документации — в соответствии с ГОСТ 2.102—68 «Виды и комп-
лектность конструкторских документов».
Первой стадией конструкторской разработки документации
является составление технического задания. Основные требования
к разработке, согласованию и утверждению технических заданий
определены ГОСТ 15.001—73. Техническое задание является исход-
ным документом для разработки конструкции и технической доку-
ментации. Как правило, техническое задание разрабатывает го-
ловной проектировщик изделия (ведущий институт или завод).
Техническое задание может разработать и организация заказчика
до включения данной работы в план организации поставщика,
однако впоследствии его согласовывают с разработчиком в уста-
новленном порядке. Техническое задание на создание новых ваго-
нов согласовывают с заказчиком и другими заинтересованными
организациями, а затем представляют на утверждение в Минтяж-
маш или в установленные им организации. Если создание нового
вагона возможно только при наличии соответствующих новых
комплектующих изделий, то одновременно разрабатывают заявки
и технические задания на такие изделия.
Техническое предложение — совокупность конструкторских до-
кументов, содержащих технические и технико-экономические обо-
снования целесообразности разработки изделия на основании
анализа технического задания и различных возможных вариантов
создания данного вагона (узла, элемента), сравнительной оценки
различных решений с учетом конструктивных и эксплуатацион-
ных особенностей, а также патентных материалов. Техническое
предложение разрабатывает завод-изготовитель. После согласова-
ния и утверждения оно служит основанием для разработки эскиз-
ного (технического) проекта. В практике вагоностроения этап
технического предложения часто опускают, т. е. на основе техни-
ческого задания сразу разрабатывают эскизный (или техниче-
ский) проект.
Эскизный проект — совокупность основных конструкторских
документов, которые содержат характеристику принципиальных
конструктивных решений и дают общее представление об устрой-
стве вагона и его главных узлов, а также определяют назначение,
важнейшие параметры и габаритные размеры разрабатываемой
конструкции.
Эскизный проект после обсуждения, согласования и одобре-
ния служит основой для разработки технического проекта и рабо-
чей конструкторской документации. Иногда для ускорения сроков
создания новой техники эскизный проект можно не выполнять,
если основные принципиальные параметры разрабатываемого
вагона достаточно ясны из согласованного ранее технического
задания или технического предложения.
Технический проект — важнейшая творческая стадия созда-
ния новой конструкции вагона. Технический проект должен со-
21
держать окончательные технические решения по всем узлам и ос-
новным элементам конструкции и давать полное представление
об устройстве вагона, работе его механизмов и систем, применяе-
мых материалах, стандартных и заимствованных деталях и т. д.
На стадии технического (или эскизного) проекта выполняют необ-
ходимые (в том числе технико-экономические) расчеты, исследо-
вания и обоснования. В отдельных случаях изготовляют модели
и макетные образцы вагона или его узлов и проводят их испыта-
ния. Объем и содержание технического проекта должны соответ-
ствовать ГОСТ 2.102—68 и быть достаточными для разработки
рабочей конструкторской документации. На стадии технического
проекта составляют проект карты технического уровня
(ГОСТ 2.116—71) и согласовывают применение покупных изделий
(ГОСТ 2.117—71).
В процессе конструкторской разработки необходимо анализи-
ровать и использовать результаты специальных научно-исследо-
вательских работ, достижения отечественной и зарубежной науки
и техники, данные патентной и технической информации, реко-
мендации отраслевых и смежных НИИ, сведения об эксплуата-
ционной надежности и аттестации качества вагонов-аналогов, тех-
нические требования заказчика и т. п.
На всех этапах конструкторской разработки необходимо про-
верять вагон в целом, отдельные его узлы и агрегаты на патенто-
способность и своевременно оформлять заявки на изобретения.
При разработке конструкции вагона следует предусматривать
применение прогрессивных материалов, способов изготовления и
монтажа, стандартизированных и унифицированных деталей,
а также экономичных норм расхода материалов. При конструиро-
вании необходимо учитывать действующие нормы для расчета
и проектирования вагонов, стандарты и другую нормативно-тех-
ническую документацию.
Разработанный технический проект вагона завод направляет
на экспертное заключение головному отраслевому институту —
ВНИИВ. По результатам экспертизы составляют заключение,
вместе с которым завод представляет технический проект на со-
гласование заказчику. После этого согласования технический
проект утверждает руководство завода-разработчика или выше-
стоящая организация.
На основе утвержденного технического проекта разрабатывают
рабочую документацию опытного образца (опытной партии). Рабо-
чую документацию составляют в соответствии с ГОСТ 2.102—68
и другими стандартами. Документацию разрабатывают, как пра-
вило, завод-изготовитель. В обоснованных случаях допустима раз-
работка рабочей документации проектно-конструкторской орга-
зацией (или другим заводом) с обязательным привлечением кон-
структоров и технологов завода-изготовителя. Рабочая докумен-
тация должна содержать все необходимые данные для изготовления
изделия в условиях конкретного производства завода-изготовителя
22
и учитывать замечания, рекомендованные в экспертном заключе-
нии института. Одновременно уточняют и дополняют проект карты
технического уровня (ГОСТ 2.116—71).
Рабочую техническую документацию утверждает руководство
завода-изготовителя, после чего ее можно использовать при по-
стройке опытной партии (опытного образца) вагонов. Изготовлен-
ный опытный образец вагона (опытную партию) принимает ОТ К
завода-изготовителя и заводская инспекция заказчика.
Для проверки и отработки конструкции нового вагона опыт-
ный образец (опытную партию) согласно ГОСТ 15.001—73 под-
вергают следующим основным испытаниям: предварительным
(заводским), приемочным (межведомственным).
Предварительные (заводские) испытания опытных вагонов про-
водят для определения соответствия конструкции техническому
заданию и технической документации и решения вопроса о при-
годности изделия для приемочных (межведомственных) испытаний.
В процессе заводских испытаний вагона, как правило, проверяют
прочность конструкции, ходовые качества и другие функциональ-
ные характеристики работоспособности и ремонтопригодности.
Отдельные виды испытаний, например тормозные, можно не про-
водить, если схема и конструкция тормозных устройств нового
вагона, а также его соответствующие параметры полностью совпа-
дают с конструкцией тормоза вагона-прототипа, хорошо зареко-
мендовавшей себя в эксплуатации.
Заводские испытания опытного образца нового вагона проводят
по программе и методике, разработанной с учетом требований
ГОСТ 2.106—68 и технических условий на данный вагон, являю-
щихся неотъемлемой частью комплекта технической документации
(ГОСТ 2.114—70). Программу и методику испытаний разрабаты-
вает и утверждает завод-изготовитель данного вагона по согласо-
ванию с ВНИИВ и заказчиком. В отдельных случаях (принци-
пиально новая конструкция, несколько изготовителей и т. д.)
программу испытаний может разрабатывать ВНИИВ.
Предварительные (заводские) испытания опытного образца
нового вагона, как правило, организует и проводит завод-изгото-
витель с привлечением при необходимости представителей заводов-
соисполнителей (например, поставщиков комплектующего обору-
дования), ВНИИВ и других организаций. При отдельных видах
заводских испытаний в эксплуатационных условиях (ходовые, ди-
намико-прочностные, тягово-энергетические и т. п.) условия этих
испытаний согласовывают с заказчиком в процессе разработки их
программы. Объем и сроки испытаний определяют по утвержден-
ной программе, при этом учитывают опыт ранее проведенных
испытаний, возможности использования прогрессивной техники,
ускоренных методов и т. д. Результаты проведенных заводских
испытаний опытного образца вагона обычно излагают согласно
требованиям ГОСТ 19600—74 в научно-техническом отчете (отче-
тах) или акте (актах).
23
На основании результатов заводских испытаний решают во-
просы о необходимости корректировки рабочей технической доку-
ментации, изготовления нового опытного образца и повторных
испытаний или о возможности представления (готовности) кон-
струкции к межведомственным (приемочным) испытаниям.
В последнем случае завод-изготовитель оформляет акт завод-
ских испытаний и уведомление о готовности опытного образца
к сдаче приемочной (межведомственной) комиссии. Минтяжмаш
проводит необходимые согласования с заинтересованными органи-
зациями и подготовляет приказ об организации межведомственной
комиссии и о сроках проведения приемочных испытаний.
Приемочные (межведомственные) испытания опытного образца
вагона проводят для определения соответствия изделия требова-
ниям технической документации и возможности постановки его
на промышленное производство. Приемочные испытания должны
учитывать результаты заводских испытаний и обеспечивать про-
верку уровня качества опытного вагона. Приемочные испытания
проводят по программе, разработанной заводом-изготовителем,
согласованной с ВНИИВ и заказчиком и утвержденной Минтяж-
маш (или другим Министерством, если завод-изготовитель не вхо-
дит в систему Минтяжмаша).
Приемочная (межведомственная) комиссия проводит испытание
опытного вагона и составляет протокол, в котором дает оценку
соответствия конструкции требованиям технической документации,
а также выносит решение о присвоении категории качества изде-
лию и принятии (или непринятии) его к промышленному произ-
водству. Если опытный образец приняли к производству, то это
оформляют актом приемки, а если нет, то в протоколе комиссии
фиксируют основные недостатки конструкции и дорабатывают ее.
По результатам заводских и приемочных испытаний опытного
образца с учетом замечаний межведомственной комиссии завод-
изготовитель отрабатывает техническую документацию для серий-
ного производства. В целях сокращения сроков создания новой
техники подготовку производства нового вагона следует начинать
на заводе-изготовителе (и смежных предприятиях), как правило,
сразу после утверждения технического проекта. Для конструкций
вагонов, предназначенных к крупносерийному производству, по
отработанной технической документации сначала изготовляют
установочную серию (первую промышленную партию) вагонов.
При необходимости вагоны установочной серии подвергают допол-
нительным испытаниям.
При организации производства вагонов данной конструкции
на нескольких предприятиях всю рабочую документацию хранят
на головном заводе, являющемся калькодержателем. Другим за-
водам, выпускающим то же изделие или его части (узлы), пере-
дают дубликат этой документации. Все изменения в конструкцию
данного вагона имеет право вносить в установленном порядке
только головной завод, который обязан своевременно уведомлять
24
об этом другие предприятия и ВНИИВ. Предложения других
заводов о внесении изменений в техническую документацию под-
лежат обязательному согласованию с головным заводом.
Следовательно, процедура создания новых конструкций ваго-
нов является достаточно сложной и многоступенчатой. Естественно,
что во всех случаях необходимо стремиться к возможному сокра-
щению сроков и стоимости работ по созданию новой вагонной тех-
ники. Однако при этом нельзя допускать поспешности и недоста-
точно тщательной отработки конструкции, так как неудовлетво-
рительная работоспособность или низкая надежность вагона могут
принести значительные убытки в эксплуатации.
Систематическое совершенствование процесса создания новой
техники, улучшение материально-технической оснащенности за-
водов и институтов, внедрение передовых научно-технических до-
стижений способствуют сокращению сроков создания, отработки
и внедрения в производство новых вагонов.
§ 4. ТРЕБОВАНИЯ К ГАБАРИТНЫМ РАЗМЕРАМ ВАГОНОВ
Возможные размеры вагонов зависят от установленных на же-
лезных дорогах габаритов. Смысл габаритных ограничений со-
стоит в обеспечении безопасности работы железнодорожного транс-
порта. Для этого, в частности, необходимо, чтобы исправный под-
вижной состав во всех случаях не мог войти в соприкосновение
с различными стационарными сооружениями, построенными вблизи
железнодорожного пути, или с другим подвижным составом, рас-
положенным на параллельном пути.
Габариты приближения строений и подвижного состава маги-
стральных железных дорог колеи 1520 (1524) мм для линий, ско-
рости движения на которых не превышают 160 км/ч, установлены
ГОСТ 9238—73. Для линий и участков железных дорог, на кото-
рых реализуются скорости свыше 160 км/ч, эти габариты уста-
навливают согласно дополнительным указаниям МПС. Габаритом
подвижного состава железных дорог называют предельное попе-
речное перпендикулярное оси пути очертание, в котором, не вы-
ходя наружу, должен помещаться установленный на прямом го-
ризонтальном пути как в порожнем, так и в нагруженном состоя-
нии не только новый подвижной состав, но и подвижной состав,
имеющий максимальные нормируемые допуски и износы, за исклю-
чением бокового наклонения на рессорах. Пространство (зазор)
между контурами габарита приближения строений и габарита
подвижного состава предназначено для компенсации возможных
в эксплуатации смещений, колебаний и наклонений подвижного
состава. Требования ГОСТ 9238—73 обязательны как при по-
стройке нового подвижного состава, так и при его модернизации.
ГОСТ 9238—73 предусматривает шесть габаритов (рис. 1—4)
Для подвижного состава различного назначения.
25

Рис. 1. Габариты подвижного состава (верхние очертания):
а —- габарит Т; б — габарит 1-Т
Наибольшие размеры площади поперечного сечения (рис. 1, а)
имеют вагоны, эксплуатируемые на отдельных реконструирован-
ных участках сети железных дорог СССР и МНР. В частности,
по очертаниям основного контура этого габарита строят вагоны
пригородных электропоездов, грузовые вагоны отдельных типов
для магистрального и промышленного транспорта. По очертаниям,
показанным штриховыми линиями {аа^бвг-, ааг; б^г; и е^жзи,
рис. 1, а), вагоны этого габарита можно строить только по осо-
бому разрешению МПС, а вагоны промышленного транспорта—
по разрешению соответствующего ведомства, согласованному
с МПС. При постройке подвижного состава по очертанию д, е
его строительная ширина в интервале высот от 330 (340) до 1270 мм,
считая от головки рельса, не должна быть более 3250 мм. При по-
стройке вагонов по очертанию д1е1 их строительная ширина в ин-
тервале высот от 340 (350) до 1370 мм, считая от головки рельса,
не должна быть более 3600 мм. Если при расчетах соответствую-
щие размеры получились менее 3250 или 3600 мм, то их принимают
за строительные.
Габарит 1-Т (рис. 1, б) предназначен для подвижного состава,
допускаемого к обращению по всей сети железных дорог СССР
и МНР. При этом по контуру аагбвг и ежкги подвижной состав
можно строить в каждом отдельном случае только по разрешению
МПС или соответствующего ведомства. Строительная ширина ва-
гонов по габариту 1-Т в интервале высот от уровня головки рельса
от 330 (340) до 1270 мм не должна быть более 3250 мм. Если при
расчетах ширина вагона в этой зоне получится менее 3250 мм,
то в качестве строительного размера принимают расчетный.
Габарит 0-Т (рис. 2, а) применяют для вагонов и локомотивов,
обращающихся по всем железным дорогам СССР и МНР, а также
по отдельным реконструированным линиям других стран—участ-
26
Рис. 2. Габариты подвижного состава (верхние очертания):
а — габарит 0-Т; б — габарит 01-Т
ниц. Организации сотрудничества железных дорог (ОСЖД).
По классификации ОСЖД габарит 0-Т обозначают I-BM. Строи-
тельная ширина подвижного состава габарита 0-Т в интервале
высот от 430 до 1160 мм, считая от уровня головки рельса, не
должна превышать 3250 мм. Если при расчетах она получится
менее 3250 мм, то в качестве строительного размера принимают
расчетный.
Габарит 01-Т (рис. 2, б) предусмотрен для подвижного состава,
предназначенного для эксплуатации на всех линиях железных
дорог стран ОСЖД (кроме второстепенных участков). Этот габарит
по классификации ОСЖД обозначают 0-ВМ. Габарит 02-Т
(рис. 3, а) предусмотрен для подвижного состава, обращающегося
по всем без исключения линиям железных дорог стран ОСЖД.
а также железным дорогам ФРГ, Австрии, СФРЮ, Греции и евро-
пейской части Турции. Габарит 03-Т (рис. 3, б) предназначен для
локомотивов и вагонов, допускаемых к обращению по железным
Рис. 3. Габариты подвижного состава (верхние очертания; А ~ уро-
вень верха головки рельса):
а — габарит 02-Т; б — габарит 03-Т
27
Рис. 4. Габариты подвижного состава (нижние очертания):
а — габарит Т; б — габарит 1-Т
дорогам всех стран Европы и Азии. Очертания этого габарита
практически совпадают с общим габаритом грузовых вагонов,
установленным в рамках МСЖД *.
Нижние части габаритов подвижного состава имеют несколько
контуров очертаний в зависимости от предъявляемых к вагону
требований по проходу путей сортировочных горок, вагонных за-
медлителей и других путевых устройств. Кроме того, нижняя
часть всех габаритов имеет три предельные линии: для подрессо-
ренных частей кузова — сплошная линия, для подрессоренных
частей тележки — штриховая линия и для неподрессоренных ча-
стей — штрихпунктирная линия. На чертежах нижних очертаний
габаритов Т и 1-Т размеры по вертикали, показанные в скоб-
ках (рис. 4), принимают только для пассажирских вагонов, ваго-
нов электропоездов и дизель-поездов (кроме почтовых, багажных
и двухэтажных). На чертежах нижних очертаний габаритов 0-Т,
01-Т, 02-Т и 03-Т размеры в скобках указаны для подвижного
состава железных дорог колеи 1435 мм. Углубление по линии лмн
допускается только для предохранительных скоб тормозных тяг
(центральная часть нижних очертаний габаритов).
* МСЖД — Международный союз железных дорог — организация, объ-
единяющая железные дороги многих стран Европы, Африки и Азии.
28
Приведенные на рис. 4, 5 и 6 схемы определяют наиболее
жесткие требования к габаритным размерам нижней части подвиж-
ного состава, эксплуатируемого на железных дорогах СССР и дру-
гих стран, с учетом путей механизированных сортировочных горок
(при любом положении вагонных замедлителей), а также путей
с устройствами для перемещения вагонов. При прочих равных
условиях целесообразно проектировать подвижной состав по наи-
более просторному габариту, допустимому для предполагаемой
сферы обращения, так как это позволит обеспечить более выгод-
ные технико-экономические характеристики вагонов.
Для проверки вписывания проектируемого вагона в габарит
определяют строительное очертание подвижного состава, под ко-
торым понимают поперечное перпендикулярное к пути очертание.
Из этого очертания не должна выступать ни одна часть вновь по-
строенного подвижного состава, стоящего в порожнем состоянии
на прямом горизонтальном пути, при совмещении продольной пло-
Рис. 5. Габариты подвижного состава (иижиие очертания):
в — габарит 0-Т; б — габарит Q1-T
29
скости симметрии экипажа с осью пути. Вертикальные размеры
габарита подвижного состава поверху являются одновременно
и максимальными допустимыми строительными размерами, кото-
рые может иметь проектируемый вагон в ненагруженном состоя-
нии. Для изотермических (рефрижераторных) вагонов, пассажир-
ских вагонов и отдельных специализированных вагонов под нена-
груженным понимают такое состояние, когда отсутствует не только
полезная нагрузка, но и экипировочная нагрузка — топливо,
вода, смазка, песок, лед и др.
Наименьшие допускаемые вертикальные строительные размеры
подвижного состава по нижней части получают соответствующим
увеличением вертикальных размеров габарита в связи с возмож-
ным в эксплуатации понижением расположения элементов стоя-
щего подвижного состава вследствие максимально допустимого
износа ходовых частей и статического прогиба рессорного подве-
шивания при полной расчетной нагрузке. Учитывают допустимое
30
снижение толщины обода колес, разрешаемое уменьшение радиуса
колесного центра (для бандажных колес), износ осевой шейки и
буксового подшипника (для букс скольжения), износ опорных
поверхностей (балансиры, пятники, подпятники, элементы под-
вески и опорные скользуны).
Величины статического прогиба в расчетах понижения порож-
него (ненагруженного) подвижного состава при определении раз-
меров нижней части строительного очертания принимают следую-
щими: для грузовых вагонов 10 мм; для пассажирских вагонов
в надбуксовом подвешивании 5 мм, в центральном 10 мм; для
вагонов электропоездов и дизель-поездов в надбуксовом подвеши-
вании 10 мм, в центральном 15 мм.
Для подвижного состава, в процессе эксплуатации которого
возможно применение колесных пар разного диаметра по кругу
катания, вертикальные размеры строительного очертания опреде-
ляют в верхней части по максимальному диаметру колес, в нижней
части — по минимальному. При расчете понижений подрессорен-
ных узлов и элементов подвижного состава на пневмоподвешива-
нии вместо статического прогиба рессор порожнего вагона и их
прогиба от расчетной нагрузки учитывают возможное располо-
жение экипажа при отключении пневморессор. В необходимых слу-
чаях (например, для транспортеров) учитывают также собствен-
ную упругую деформацию элементов несущей металлоконструк-
ции подвижного состава.
Максимальные допускаемые горизонтальные строительные раз-
меры подвижного состава получают уменьшением поперечных
размеров габарита подвижного состава с каждой стороны на вели-
чины ограничений Ео, Ев и Еп — поперечных смещений при впи-
сывании в кривую расчетного радиуса с учетом наибольших до-
пускаемых износов ходовых частей.
На некоторой высоте Н над уровнем верха головки рельса
допускаемая ширина подвижного состава
2В = 2(В0 —В),	(6)
где Во — половина ширины габарита подвижного состава на рас-
сматриваемой высоте Н\ Е — одно из указанных ограничений.
Для поперечных сечений, имеющих наименьшие поперечные
смещения относительно оси пути (сечения по пятникам или на-
правляющим осям), допустимая строительная ширина подвижного
состава
Bo = O,5(s-d) + 7 + ® + (fe1-fe3)-fe.	(7)
Поперечные сечения вагона, расположенные между направ-
ляющими сечениями, при прохождении кривого участка пути
имеют смещение внутрь кривой относительно оси пути. Поэтому
соответствующее ограничение Ев ширины строительного очерта-
иия для этих сечений называют внутренним. Ограничение
£в = 0,5 (s — d) Д- q Д- w Д- [fe2 (I — п) п Д- k± — k3] — k Д- а. (8)
31
Для среднего по длине сеЧения вагона расчётное внутреннее
ограничение габарита
£рс = 0,5 (s - d) 4- q 4- w 4- [0,25^ (Z2 4- p2) - 180] - k 4- a.
Поперечные сечения экипажа, расположенные снаружи на-
правляющих сечений, т. е. на консольных частях конструкции,
имеют в кривых относительно оси пути смещение (вынос) наружу
кривой. Соответствующее ограничение £н строительной ширины
вагона для этих сечений называют наружным. Ограничение
£н = [0,5 (s — d) 4- q 4- ay] --у7— + [k2 (14- n) n — — £3] — k 4-§.
(9)
В приведенных формулах приняты следующие обозначения:
s — максимальная ширина колеи в кривой расчетного ра-
диуса, мм;
d — максимальное расстояние между наружными гранями
предельно изношенных гребней бандажей колесной пары,
мм;
q — наибольшее возможное поперечное смещение в направ-
ляющем сечении в одну сторону из центрального поло-
жения рамы тележки относительно колесных пар вслед-
ствие зазоров при максимальных износах в буксовом узле
и узле сочленения рамы тележки с буксой, мм;
w — наибольшее возможное поперечное смещение в направ-
ляющем сечении в одну сторону из центрального поло-
жения кузова относительно рамы тележки вследствие за-
зоров при максимальных износах и упругих колебаний
в узле сочленения кузова и рамы тележки, мм;
I — расстояние между направляющими сечениями проекти-
руемого вагона (база вагона), м;
п — расстояние от рассматриваемого сечения подвижного со-
става до его ближайшего направляющего сечения, м;
р — база тележки, м;
k — допускаемый выход подвижного состава, проектируемого
по габаритам 01-Т, 02-Т, 03-Т и 0-Т (в нижней части),
за очертание этих габаритов в кривой R = 250 м, мм;
kr — дополнительное поперечное смещение в кривой расчет-
ного радиуса (/? = 200 м для габаритов Т, 1-Т и верхней
части габарита 0-Т; R = 250 м для габаритов 01-Т, 02-Т,
03-Т и нижней части габарита 0-Т) тележечного подвиж-
ного состава, мм;
k2 — коэффициент, зависящий от расчетного радиуса кривой
(£ = 200 м для габаритов Т, 1-Т и верхней части габа-
32
рита 0-Т;	= 250 м для габаритов 01-Т, 02-Т, 03-Т и
нижней части габарита 0-Т);
k3 — геометрическое смещение середины (внутрь кривой) и
концов (наружу кривой) расчетного вагона 1 при движе-
нии в кривой R = 200 м, мм;
а и Р — дополнительные ограничения поперечных размеров под-
вижного состава (для внутренних и наружных сечений
соответственно), имеющие место только у очень длинного
подвижного состава, проектируемого по габаритам 0-Т,
01-Т, 02-Т и 03-Т, и определяемые из условия вписыва-
ния в кривую R = 150 м. Для подвижного состава габа-
ритов Т и 1-Т ограничения а и 0 равны нулю.
Значения коэффициентов k, klt k2 и k3 при расчетах необхо-
димо принимать по табл. 1.
Таблица 1
Габа- риты	Зоны очертания	Коэффициенты			
		k		kz	k3
Т и 1-Т	Для всех точек	0	0,625р2	2,5	180
0-Т	Для точек с координатами 1675 и 430; 1675 и 450 мм и всех точек, расположен- ных выше	0	0,625р2	2,5	180
	Для точек с координатами 1575 и 430 мм	75	0,5р2	2	0
	Для точек с координатами 1520 и 430 мм и всех точек, расположенных ниже	25	0,5р2	2	0
01-Т	Для точек с координатами 1575 и 430; 1625 и 430; 1625 и 440 мм и всех точек, расположенных выше	75	0,5р2	2	0
	Для точек с координатами 1520 и 430 мм и всех точек, расположенных ниже	25	0,5р2	2	0
02-Т и 03-Т	Для точек с координатами 1575 и 430 мм и всех точек, расположенных выше	75	0,5р2	2	0
	Для точек с координатами 1520 и 430 мм и всех точек, расположенных ниже	25	0,5р2	2	0
.1 Расчетным вагоном считают двухосный вагон длиной 24 м с направляю-
щей базой длиной 17 м (ГОСТ 9238—73).
Л. Д. Кузьмич	33
Значения ограничений аир принимают следующими.
Для верхней части габарита 0-Т:
а = 0, если In — п2 + 0,25р2 < 72;
а = 0,833 (In — п2 + 0,25р2 — 72), если In — п2 + 0,25р2 > 72;
Р = 0, если In + п2 — 0,25р2	72;
р = 0,833 (In +п2~ 0,25р2 — 72), если In + п2 — 0,25р2 > 72.
Для габаритов 01-Т, 02-Т, 03-Т и нижней части габарита 0-Т:
а = 0, если In — п2 + 0,25р2 < 100;
а = 1,333 (In —п2 + 0,25р2 — 100), если In —п2 + 0,25р2 > 100;
Р = 0, если In + п2 — 0,25р2 < 120;
Р = 1,333 (/л +п2 — 0,25р2 — 120), если/п + п2 — 0,25р2 >120.
Максимальное боковое смещение предельно изношенной колес-
ной пары от продольной оси пути, равное 0,5 ($ — d), рекомен-
дуется принимать: 20,5 мм для подвижного состава отечественных
железных дорог колеи 1520 (1524) мм на прямом пути и 28,5 мм
в расчетной кривой; 27,5 мм для подвижного состава зарубежных
железных дорог колеи 1435 мм.
При проектировании подвижного состава по габаритам Т, 1-Т
и верхней части габарита 0-Т величину 0,5 ($ — d) принимают
по условиям колеи 1520(1524) мм, а при проектировании по габа-
ритам 01-Т, 02-Т, 03-Т (и нижней части габарита 0-Т) — по усло-
виям прохода по колее 1435 мм.
Максимальное поперечное смещение в буксовом узле и узле
сочленения кузова с тележкой (q + да) рекомендовано принимать:
для колесных пар и неподвижно укрепленных на них частей —
равным нулю;
для букс (с подшипниками качения) равным 1 мм;
для необрессоренной боковой рамы к указанным смещениям
добавляют смещение рамы относительно корпуса буксы;
для обрессоренной рамы учитывают возможное ее смещение
относительно букс по ограничительным элементам (шпинтоны,
буксовые челюсти и т. д.);
для надрессорной балки смещение (q + да) слагается из пере-
численных смещений и возможного поперечного смещения балки
относительно рамы тележки;
для кузова подвижного состава дополнительно учитывают сме-
щение в опорном узле (пятнике или скользунах), причем для эки-
пажей на многоосных или сочлененных тележках суммируют все
возможные соответствующие смещения.
При определении смещений (q + да) следует учитывать номи-
нальный конструктивный разбег (в одну сторону) и максималь-
ный (предельно допустимый) односторонний износ деталей. Для
вновь проектируемых вагонов сумма (q + да) не должна превы-
шать 40 мм у грузовых вагонов и 55 мм — у пассажирских.
34
При проверке вписывания в габарит подвижного состава на
сочлененных тележках (восьмиосные вагоны, транспортеры, чу-
гуновозы-миксеры и т. п.) для определения коэффициента на-
ходим величину
р2 = ^ + р? + ^+ ... Ц-pt	(10)
где р0 — база двухосной тележки, м; ръ р2, .... рп — база первой,
второй, п-й соединительных балок, м.
В случае различных баз тележек многоосного экипажа при
определении Ео и Ев учитывают величину большей базы, а при
расчете £„ — величину меньшей базы. Предельные номинальные
конструктивные размеры вагона определяют уменьшением разме-
ров полученного расчетом строительного очертания на величины
допускаемых при изготовлении технологических отклонений.
Требования к габаритным размерам рельсового подвижного
состава городского транспорта (метрополитен, трамвай) установ-
лены другими нормативными документами. Эти требования к ва-
гонам метро, определенные из условий обращения вагонов, имею-
щих высоту от головки рельса 3,7 м, ширину на уровне пола 2,7 м
и длину 19,2 м, учитывают вертикальные и боковые перемещения
вагонов при движении, допуски на изготовление, допустимые
износы ходовых частей, смещение и износ рельсового пути, а также
случай возможной поломки рессор центрального подвешивания
одной тележки с одной стороны. Очертание габарита вагонов метро-
политена колеи 1520 (1524) мм приведено на рис. 7. Левая сторона
схемы дана с учетом установки контактного рельса. В данный
контур на прямых и кривых радиусом более 200 м с возвышением
наружного рельса 120 мм должен вписываться проектируемой
подвижной состав с учетом указанных выше отклонений. Требо-
Рис. 7. Габарит вагонов метрополитена
~ Уровень верха головки рельса)
2*
7'(гт)
10'д"'(1251)
Рис. 8. Габарит В американских же-
лезных дорог (А — уровень верха го-
ловки рельса)
Рис. 9. Габариты Международного союза железных дорог (МСЖД); А — уровень верха
головки рельса:
а — грузовых вагонов; б — пассажирских вагонов
вания к габаритным размерам вагонов трамвая установлены
ГОСТ 8802—69 и правилами технической эксплуатации трамваев.
Габарит В подвижного состава Американской Ассоциации же-
лезных дорог (AAR), объединяющей железные дороги США,
Канады и Мексики, приведен на рис. 8. На рис. 9 показаны
также габариты подвижного состава Международного Союза
железных дорог (МСЖД).
§ 5. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЧНОСТИ И ХОДОВЫМ
КАЧЕСТВАМ ВАГОНОВ
Характер процесса перевозки грузов и пассажиров на желез-
ных дорогах обусловливает возрастающие требования к надеж-
ности вагонов, их узлов и деталей. Проблема достижения высокой
надежности вагонов связана с обеспечением прочности и устой-
чивости конструкции, ее коррозионной стойкости, стабильных
ходовых динамических качеств вагона, гарантирующих работоспо-
собность конструкции и безопасность эксплуатации в заданных
условиях.
Первым руководящим документом для оценки прочности при
проектировании вагонов в СССР явились Основные данные для
расчетов вагонов нормальной колеи, разработанные в 1934 г.
ЦВПБ. По этим нормативам были спроектированы и рассчитаны
четырехосные вагоны всех основных типов, выпускавшиеся в СССР
с 1934 по 1952 г.
На основе опыта применения нормативов ЦВПБ с учетом из1
менившихся условий эксплуатации и производства вагонов в 1948—
1953 гг. ЦНИИ МПС и НИБ совместно разработали Нормы рас-
36
четов на прочность вагонов железных дорог колеи 1524 мм (неса-
моходных). Установленные этими Нормами указания по расчету
вагонов существенно повысили технический уровень проектиро-
вания вагонов. Однако продолжающийся прогресс железнодорож-
ного транспорта СССР, дальнейшая реконструкция локомотивного
и путевого хозяйства железных дорог, увеличение грузооборота,
веса поездов, скоростей движения и т. и. привели к тому, что уже
в 1960—1961 гг. многие рекомендации действовавших Норм ока-
зались устаревшими или недостаточными.
С учетом изменившихся условий работы вагонов в 1961 г.
были созданы откорректированные Нормы для расчетов на проч-
ность новых и модернизированных вагонов железных дорог колеи
1524 мм (несамоходных). В этих Нормах особое внимание было
уделено обоснованию величин расчетных продольных усилий,
а также сил распора груза. Были уточнены нормативы динами-
ческих нагрузок и допускаемых напряжений, отдельные пара-
метры вагонов, а также рекомендованы материалы для изготовле-
ния. В этих нормативах впервые в СССР введены специальные
расчеты на продольные силы, характерные для условий трогания
и торможения тяжеловесных поездов и соударения вагонов
на сортировочных горках.
В 1967—1971 гг. ЦНИИ МПС и ВНИИВ пересмотрели нормы
расчета вагонов, а два министерства (МПС и Минтяжмаш) утвер-
дили новую редакцию норм расчета на прочность несамоходных
вагонов магистрального транспорта. В 1969—1976 гг. были также
разработаны новые Нормативные требования к прочности вагонов-
самосвалов (думпкаров), вагонов пригородных электропоездов и
метрополитена, где нашли отражение специфические особенности
назначения и эксплуатации этих видов подвижного состава.
Действующие нормы расчета и проектирования вагонов являются
важнейшим руководством по обеспечению надежности подвижного
состава и обязательны при создании новых конструкций вагонов
для всех вагоностроительных заводов и других организаций.
Совершенствовать Нормативные требования к прочности ваго-
нов следует с учетом изменения условий и интенсивности эксплуа-
тации вагонов. Некоторые данные об изменениях отдельных пока-
зателей работы магистрального железнодорожного транспорта
СССР приведены в табл. 2. Как видим, средние показатели условий
работы вагонов на железнодорожном транспорте за последние
30 лет изменились весьма значительно: вес грузового поезда возрос
более чем на 1250 тс (95%), среднесуточный пробег вагона на
Нб км (80%) и т. д. Указанные и другие обстоятельства (измене-
ние правил организации движения, широкое внедрение средств
механизации погрузки и выгрузки, несоблюдение правил экс-
плуатации на промышленных предприятиях, облегчение конструк-
ции вагонов и др.) обусловливают увеличение интенсивности
эксплуатации, нагруженности элементов конструкции вагонов,
их повреждаемости и расходов на ремонт.
37
Таблица 2
Показатели	Годы			
	1940	1950	I960	1970
Средний вес грузового поезда, тс . . .	1301	1430	2100	2574
Средняя техническая скорость грузо- вого поезда, км/ч		33,1	33,8	40,4	46,4
Среднесуточный пробег грузового ва- гона, км		139,9	146,4	225,2	255,5
Средняя техническая скорость пасса- жирского поезда, км/ч 		—	38,2	45,3	54,6
Средняя скорость (ориентировочно) соударения вагонов при маневрах, км/ч		3—4	4-5	5—6	6—7
Ориентировочный прогноз показателей эксплуатации свиде-
тельствует, что тенденция повышения интенсивности работы ваго-
нов (особенно грузовых) сохранится и в будущем, при этом интен-
сивность эксплуатации вагонов в СССР по-прежнему будет значи-
тельно выше, чем в зарубежных странах. Например, в США сред-
несуточный пробег грузового вагона составлял в 1972 г. около
90 км, а в СССР 260 км, т. е. в 2,8 раза больше. Средняя длитель-
ность оборота грузового вагона в СССР в 1972 г. составила 5,5 су-
ток, в США — 19,5 суток, т. е. в 3,5 раза больше.
Действующие требования по обеспечению прочности и ходовых
качеств вагонов базируются на комплексе основных положений,
выработанном на основании опыта отечественного и зарубежного
вагоностроения, теоретических исследований, практики примене-
ния специальных рекомендаций и расчетных схем и учитывающем
данные эксплуатации вагонов магистрального, городского и про-
мышленного транспорта.
При расчете вагонов на прочность и оценке прочности по дан-
ным испытаний опытных образцов необходимо в общем случае
учитывать следующие нагрузки и силовые воздействия:
полезную нагрузку (расчетный вес перевозимого груза или
пассажиров);
собственный вес конструкции;
силы взаимодействия вагонов при движении поезда или при
маневровой работе;
силы, возникающие при колебаниях вагонов в движении,
а также при торможении или трогании поезда;
силы, возникающие при вписывании вагона в кривые участки
пути;
аэродинамические нагрузки (сила давления ветра и др.);
усилия распора груза и внутреннее давление;
силы тяги и торможения;
38
усилия, возникающие при механизированной погрузке и вы-
грузке вагонов;
усилия, вызванные работой механизмов и оборудования, уста-
новленных на вагоне;
силы, прикладываемые к вагону при ремонтных операциях;
усилия, вызванные технологическими факторами при изго-
товлении вагона;
условные аварийные нагрузки.
Детали и узлы вагонов рассчитывают на возможное в экс-
плуатации наиболее невыгодное сочетание одновременно действую-
щих сил и нагрузок в соответствии с установленными расчетными
режимами.
Полезную нагрузку и характер ее приложения определяют
согласно требованиям, предусмотренным техническим заданием
на проектирование вагона. Для грузовых вагонов она равна рас-
четной грузоподъемности (а иногда несколько превышает ее для
учета возможной перегрузки в эксплуатации). Нагрузка пасса-
жирских вагонов состоит из веса пассажиров с багажом. Расчетная
населенность пассажирских вагонов дальнего следования опреде-
ляется числом мест. Расчетную (максимальную) населенность ва-
гонов пригородного сообщения определяют по числу мест для
сидения и заполнению вагона стоящими пассажирами из расчета
семь человек на 1 м2 свободной площади пола. Для вагонов метро-
политена и трамвая принимают десять человек на 1 м2 свободной
площади (за исключением служебных помещений). Средний вес
пассажира с багажом для вагонов дальнего следования прини-
мают равным 100 кгс, для вагонов пригородного сообщения,
метрополитена и трамвая — равным 70 кгс.
В собственный вес конструкции входит вес всех частей вагона,
при этом для каждого элемента конструкции учитывают суммар-
ный вес всех частей, нагружающих данный элемент, и вес самого
рассчитываемого элемента.
Продольные нагрузки для вагонов локомотивной тяги маги-
стральных железных дорог принимают исходя из следующих трех
режимов работы вагонов:
I — трогание с места, осаживание или торможение тяжело-
весного поезда при малых скоростях движения, соударение ваго-
нов при маневровой работе на станциях и сортировочных
горках;
II — движение поезда на затяжном расчетном подъеме со ско-
ростью до 50 км/ч;
III —движение поезда с наибольшей допускаемой скоростью.
Продольные усилия, приложенные к автосцепке и ориентиро-
вочное количество циклов действия этих усилий в течение срока
службы вагона даны в табл. 3. Приведенные повторяемости дей-
ствия продольных усилий характерны для современных условий
эксплуатации вагонов. В перспективе оценка повторяемости ре-
жимов и расчетные усилия могут существенно измениться.
39
Таблица 3
Расчетные режимы
Наименование
Вагон ..........
Продольное уси-
лие, тс . . . .
Скорость движе-
ния, км/ч . . .
Боковые нагрузки
Количество цик-
лов действия ре-
жима за срок
службы (ориен-
тировочно)
Пасса- жирский	Грузо- ВОЙ	Пасса- жирский	Грузо- вой
—250	±250	150	150
0	0 Не учит	50 ываются	50
Пасса-
жирский
± 100
Грузо-
вой
±100
160	120
Учитываются
До 100
500—1000 500—1000
50 000—
100 000
50 000— 300 000—
100 000 500 000
* Действующие нормы предусматривают этот режим только для пассажирских
вагонов.
Расчетные продольные силы для вагонов пригородных электро-
поездов в сочетании с другими нагрузками принимают на основа-
нии следующих нормативных режимов эксплуатации: I — услов-
ный режим безопасности, расчеты по которому должны обеспечить
безопасность движения в возможных аварийных условиях; II —
основной режим движения электропоезда в условиях эксплуата-
ции с максимальной скоростью.
Кроме этого, применительно к расчету ходовых частей электро-
поездов учитывают еще два расчетных режима: III — трогание
с места поезда с максимальной нагрузкой; IV — торможение
с максимальной скорости при движении по кривой.
Продольные силы в сочетании с другими нагрузками и ориен-
тировочные повторяемости этих сочетаний, характерные для ваго-
нов пригородных электропоездов, приведены в табл. 4.
При проектировании вагонов метрополитена расчетные про-
дольные силы в совокупности с другими нагрузками принимают на
основании следующих нормативных режимов эксплуатации: I —
условный режим безопасности; II—движение вагона в поезде
при разгоне до конструкционной скорости или при торможении
на расчетной кривой; III — трогание с места поезда с максималь-
ной нагрузкой. Характеристика указанных расчетных режимов
и их ориентировочная повторяемость приведены в табл. 5.
Для вагонов-самосвалов (думпкаров), эксплуатирующихся на
промышленном транспорте и выходящих на пути МПС только
в порожнем состоянии, расчетные режимы нагружения с учетом
особенностей эксплуатации, принимают согласно данным табл. 6
и 7. В табл. 6 приведены расчетные режимы нагружения думпка-
40
Таблица 4
Наименование	Расчетные режимы			
	I	II	III	IV
Продольное усилие, тс	—200 *	40	Fк сц max и силы инер- ции	FT и силы инерции
Скорость движения, км/ч	0	Конструк- ционная	0	Конструк- ционная
Боковые нагрузки	0	Учиты- ваются	Учиты- вается только ветровая	Учиты- вается
Количество циклов дей- ствия режима за срок службы (ориентиро- вочно)	Условный режим безопасно- сти	200 000— 300 000	500 000— 1 000 000	500 000— I 000 000
* Лобовую часть рамы головных вагонов проверяют на усилие 250 тс.
Таблица 5
Наименование	[Расчетные режимы		
	I	II	ill
Продольное усилие, тс	40 (сжатие); 30 (растяже- ние) *	^12 или силы инерции	^к max И СИЛЫ инерции
Вертикальная нагрузка от веса	Брутто или тары	Брутто	Брутто
Скорость движения, км/ч	0	Конструк- тивная	0
Боковые нагрузки	0	Учитываются	0
Ориентировочная повторяе- мость режима за срок службы	Условный режим без- опасности	I 000 000— I 500 000	I 000 000— I 500 000
* Консольные части рамы кузова и детали автосцепки проверяют на усилие 50 тс
(сжатие) и 35 тс (растяжение).
41
Таблица 6
Наименование	Расчетные режимы	
	IA	ША
Продольное усилие, тс		±250	±100
Скорость движения, км/ч		0	120
Боковые нагрузки			0	Учитываются
Ориентировочная повторяемость режима за срок службы	До 100	50 000—100 000
Таблица 7
Наименование	Расчетные режимы			
	I	Ш	IV	V
Продольное усилие, тс	±200	±80	0	0
Вертикальная нагрузка от веса	Брутто	Брутто	Тары и удара глыбы	Брутто при наклоне кузова
Скорость движения, км/ч	0	50	0	0
Боковые нагрузки	0	Учиты- ваются	0	Только ветровая
Ориентировочная повторяе- мость режима за срок службы	300—500	200 000— 300 000	До 100 000	До 100 000
ров для условий их транспортирования в порожнем состоянии
по железнодорожной сети МПС.
Применительно к условиям эксплуатационной работы думпка-
ров на путях промышленного транспорта расчетные режимы на-
гружения принимают согласно табл. 7.
Режимы IA (I) и ША (III) по смыслу и характеру (см.
табл. 6 и 7) соответствуют аналогичным режимам грузовых ваго-
нов магистрального транспорта. Режимы IV и V (см. табл. 7)
характеризуют условия соответственно загрузки думпкара экска-
ватором с учетом ударного действия падающих глыб груза и ра-
боты конструкции при разгрузке (опрокидывании кузова) думп-
42
кара. В последнем случае особое значение имеет задача оценки
устойчивости думпкара в процессе его разгрузки.
Инерционные динамические силы, связанные с колебаниями
вагонов при движении, а также возникающие при торможении
и трогании поездов, учитывают в расчетах при помощи коэффи-
циента вертикальной динамичности и нормативных величин уско-
рений, определяющих расчетные силы инерции масс элементов
конструкции. Расчетный коэффициент вертикальной динамичности
вагона под нагрузкой брутто определяют в зависимости от ско-
рости движения v (км/ч) и статического прогиба рессорного под-
вешивания f (см) по следующим формулам.
Для вагонов магистральных железных дорог при скоростях
движения до 160 км/ч
,	. , 0,022 (и — 55)	,,
ka = a-\-b----(11)
где а — коэффициент, для элементов кузова а = 0,05; для под-
рессоренных частей тележек а =0,10; для неподрессоренных
частей тележек а =0,15; b — коэффициент, учитывающий сгла-
живающее влияние числа осей в тележке (/г) или в группе сбалан-
сированных тележек одного конца экипажа; b — (п + 2)/2п.
Для вагонов метрополитена и магистральных железных дорог
при скоростях движения до 100 км/ч
kA = a + b^~,	(12)
где а и b — коэффициенты, имеющие указанные значения.
Для вагонов промышленного транспорта (думпкаров) при дви-
жении по путям предприятий со скоростями до 60 км/ч
k^ — a-^b—j,	(13)
где а — коэффициент, для элементов кузова а =0,1; для под-
рессоренных частей тележки а =0,15; для неподрессоренных
частей а = 0,20; b — коэффициент, определяемый так же, как
для вагонов магистральных железных дорог.
Силы инерции при торможении в случае отсутствия соударе-
ний вагонов в поезде определяют исходя из замедления 0,2g,
а при ударах вагонов — до 3g (где g — ускорение свободного
падения). При этом замедление 0,2g соответствует условиям тор-
можения при высоких скоростях движения (близких к конструк-
ционной скорости) — III режим расчета, ускорение 3g — усло-
виям торможения до остановки при малых скоростях, а также ма-
невровому соударению вагонов — I режим расчета. Такие же
примерно продольные ускорения принимают при расчетах ваго-
нов промышленного транспорта и электропоездов. При расчете
вагонов метро продольные силы инерции определяют исходя из
ускорения 0,1g, 0,2g и g соответственно при II, III и I режимах
расчета.
43
Инерционные силы при расчете элементов, закрепленных на
раме тележки пассажирского вагона, определяют исходя из вер-
тикального ускорения 3g в зоне базы тележки и 4g на концах
продольных балок рамы; в горизонтальном направлении вдоль
оси пути принимают 3g, а поперек оси пути 1,5g. Для элементов,
не воспринимающих вес вагона и закрепленных на неподрессо-
ренных частях тележек, вертикальные силы инерции определяют
исходя из расчетного значения ускорения:
/непод (2 + 0,15v)g,	(14)
где v — скорость движения, км/ч; g — ускорение свободного
падения.
Крепление элементов, установленных на неподрессоренных
узлах тележек вагонов метрополитена, рассчитывают на действие
инерционных сил, соответствующих максимальному ускорению
массы этого элемента в вертикальной плоскости, равному 18g
для цельнометаллических стальных колес и 12g для колес с упру-
гим (подрезиненным) центром.
Боковые нагрузки, действующие на вагон, определяются рас-
четной центробежной силой, действующей при движении по кри-
вым участкам пути, ветровым (аэродинамическим) давлением и
динамическим взаимодействием вагона и пути. Центробежную
силу, уменьшенную на величину горизонтальной составляющей
веса вагона, которая обусловлена возвышением наружного рельса,
принимают при расчетах вагонов магистральных железных дорог
равной: 10% вертикальной нагрузки брутто для пассажирских,
изотермических вагонов и вагонов электропоездов пригородного
сообщения; 7,5% — для грузовых магистральных вагонов; 6% —
для вагонов промышленного транспорта, эксплуатирующихся
на путях предприятий с пониженными скоростями (до 60—
70 км/ч). Для вагонов метрополитена расчетная центробежная
сила составляет 9—11 % веса вагона в зависимости от принятых
условий движения.
Расчетную боковую аэродинамическую нагрузку (давление
ветра, встреча поездов, проход мимо одностороннего экрана и т. п.)
в СССР при проектировании всех вагонов принимают традиционно
в виде удельного давления на боковую проекцию кузова, равного
50 кгс/ма. Только при расчете вагонов метро эту величину прини-
мают равной 30 кгс/м2 в связи с особенностями условий их экс-
плуатации.
Нагрузки, действующие на элементы ходовых частей при впи-
сывании вагона в кривые участки пути, определяют из условий
равновесия вагона (тележки) при движении по расчетной кривой
с учетом действия центробежной силы и давления ветра. Коэффи-
циент трения между поверхностями катания колес и рельсами реко-
мендовано принимать равным 0,25.
При проектировании для грузовых вагонов необходимо учи-
тывать нагрузки распора насыпных и скатывающихся грузов,
44
а для котлов цистерн также внутреннее давление жидкостей и
паров. Нагрузку распора определяют по формулам статики сыпу-
чих тел. В частном случае активное давление на единицу площади
вертикальной стены вагона при горизонтальной поверхности на-
сыпного груза
р = yptg2 (45° — ф/2),	(15)
где у — объемный (насыпной) вес груза, тс/м3; у — расстояние
по вертикали от поверхности груза до рассматриваемой точки
стены кузова, м; ф — угол естественного откоса груза.
Осредненные параметры некоторых насыпных грузов следую-
щие:
7, тс/м*	<р, 0
Железная руда.......................... 2,5	35—40
Каменный уголь......................... 0,9	30—35
Кокс .................................. 0,5	35—40
Песок, супесь......................... 1,8	35—40
Торф .................................. 0,5	50—55
Зерно.................................. 0,8	25—30
Мука .................................. 0,6	55—60
Аммиачная селитра...................... 0,8	45—50
Сульфат аммония........................ 0,8	50—55
Хлористый аммоний...................... 0,6	50—55
Суперфосфат........................... 1,1	45—50
Фосфоритная мука...................... 1,7	45—50
Хлористый калий ....................... 0,9	45—50
Сульфат калия......................... 1,3	45—50
Глинозем мелкий....................... 0,6	50—55
Цемент ............................... 1,5	40—45
Полиэтилен гранулированный............. 0,5	25—30
При движении вагона силы сцепления частиц сыпучего груза
под действием вибраций снижаются, что обусловливает фактиче-
ское уменьшение угла естественного откоса, т. е. увеличение
«текучести» груза. Поэтому при расчетах грузовых вагонов маги-
стрального транспорта для увеличения надежности полагают,
что при III режиме расчета угол естественного откоса сыпучего
груза равен нулю (условный предельный случай).
В расчетах на прочность котлов цистерн внутреннее давление
определяют как сумму давления паров жидкости и давления, созда-
ваемого гидравлическим ударом вследствие колебаний массы
груза от продольных сил, действующих на вагон. Давление паров
принимают в соответствии с параметрами предохранительных
клапанов. Максимальное давление от гидравлического удара опре-
деляют как отношение силы продольной инерции жидкости в котле
к площади поперечного сечения котла. При проектировании и
расчете котлов цистерн необходимо учитывать специфику опира-
ния котла на раму и влияние опорного давления на деформацию
И прочность оболочки. Для обеспечения необходимой жесткости
и устойчивости котла цистерны как оболочки при проектировании
45
следует учитывать возможность образования пониженного давле-
ния (вакуума) в котле при определенных режимах эксплуатации.
Расчетный вакуум обычно принимают равным 0,5 кгс/см2.
В расчетах самоходного подвижного состава прочность ходовых
частей и элементов привода оценивают с учетом действия сил тяги.
В общем случае при расчетах этих элементов учитывают макси-
мально возможные силы тяги, которые определяют по условию
полной реализации сцепления колес с рельсами или условию пре-
дельно допустимого тока в двигателе (по ограничению системы
защиты). Максимальный коэффициент сцепления колес с рель-
сами применительно к условиям трогания с места для электро-
поездов равен 0,3, а для вагонов метрополитена 0,25. При других
скоростях коэффициент сцепления
1С0 4-у ’	(
где А = 0,25-ь 0,30 — соответствует значению коэффициента сцеп-
ления при v = 0; v — скорость движения, км/ч.
Для конкретных режимов расчета рам тележек, колесных
пар и элементов привода действующими нормами установлены
определенные правила учета сил тяги в совокупности с другими
нагрузками. Например, при расчетах рам тележек вагонов метро
по II режиму и расчетах колесных пар силу тяги принимают ис-
ходя из часового режима работы двигателей, а при расчете по
III режиму определяют по максимальному расчетному току дви-
гателей при полном поле возбуждения.
Усилия, действующие на вагоны при механизированной по-
грузке или выгрузке, учитывают в процессе проектирования в соот-
ветствии с назначением и типом вагона, особенностями груза и
применяемых механизмов. Например, верхние пояса боковых
стенок полувагонов исходя из условий разгрузки на вагоноопро-
кидывателе необходимо проверять на действие вертикальной
силы, распределенной на участке длиной 80 см и приложенной
в любом месте верхнего пояса боковой стены. Эта сила установлена
для четырехосных вагонов 10 тс, а для восьмиосных вагонов 20 тс.
В вагонах, для загрузки которых используют автопогрузчики,
конструкцию пола рассчитывают на нагрузку от колеса, равную
2,2 тс и принимаемую сосредоточенной на площади 100 см2 в любом
месте пола вагона. Для изотермических вагонов эту нагрузку
принимают равной 1,8 тс. В расчетах прочности элементов ваго-
нов необходимо также учитывать нагрузки, возникающие при
работе установленных на вагоне механизмов и оборудования,
а также некоторые усилия, прикладываемые при их изготовлении
и ремонтных операциях.
Несущую способность конструкций вагонов применительно
к рекомендуемым величинам эксплуатационных нагрузок опре-
деляют по следующим критериям: допускаемым напряжениям;
допускаемым запасам статической и усталостной прочности; до-
46
пускаемым запасам устойчивости; допускаемой деформации (про-
гибу); требуемой долговечности (техническому ресурсу).
В практике современного вагоностроения элементы кузовов
вагонов рассчитывают в первую очередь по допускаемым напря-
жениям и запасам устойчивости. Элементы ходовых частей ваго-
нов (рам тележек, надрессорных и соединительных балок, осей
колесных пар, рессор и т. д.) рассчитывают по допускаемым на-
пряжениям и запасам усталостной прочности.
Расчет по допускаемым деформациям обязателен при проекти-
ровании элементов, чрезмерные деформации (прогибы) которых
могут явиться причиной нарушения работоспособности вагона,
а также при проектировании рессор, пружин, амортизаторов и
т. д. Расчет элементов вагонов на долговечность, как правило,
носит вспомогательный характер из-за недостаточной пока точ-
ности соответствующих способов расчета. Однако это направление
оценки работоспособности конструктивных элементов вагона
является перспективным.
Величины допускаемых напряжений в элементах конструкций
вагонов, запасов прочности и устойчивости устанавливают в за-
висимости от ответственности и условий работы элемента, свойств
используемого материала, режима и метода расчета на основании
опыта эксплуатации, теоретического анализа и данных экспери-
ментальных исследований. В общем случае прочность и устойчи-
вость (несущая способность) конструкции обеспечиваются, если
обобщенная характеристика нагруженности Ррасч меньше (с не-
обходимым, обоснованным для данного случая запасом) обоб-
щенного критерия предельной несущей способности Рпр, т. е.
Р Р
расч \ 1 пр*
Например, допускаемые напряжения [о] для элементов кон-
струкции вагонов при расчетах современными методами по ре-
жиму «большой продольной силы» (режимы I и IA, см. табл. 3, 4,
5, 6 и 7) традиционно принимают [оф = fejOs, где щ — предел
текучести материала. При этом коэффициент k} обычно прини-
мают следующим: для элементов кузова грузовых вагонов =
= 0,85-^0,90; для элементов кузова пассажирских вагонов k{ —
= 0,9-г-1,0; для рам тележек fe, = 0,75-н0,85 и т. д. В то же время
при расчетах по режимам «нормальной эксплуатации» (режим III,
см. табл. 3 и 7; режимы II и III, см. табл. 4 и 5) соответствующий
коэффициент принимают существенно ниже (#ш = 0,55-+-
0,70). В этом случае более низкие значения допускаемых напря-
жений устанавливают для деталей тележек (особенно моторных),
силового привода и тормозной передачи, т. е. для элементов, ра-
ботающих в условиях интенсивного динамического нагружения
и непосредственно связанных с обеспечением безопасности движе-
ния на транспорте.
Аналогично, коэффициенты запаса усталостной прочности и
устойчивости для элементов вагонов устанавливают в зависимости
от тех же факторов. В частности, коэффициент [ц] запаса уста-
47
лостной прочности для корпусных конструкций из углеродистой
и низколегированной стали назначают равным 1,20—1,40 при ис-
пользовании в расчетах (согласно рекомендациям действующих
норм) статистически достоверных данных по спектрам эксплуата-
ционной нагруженности детали и характеристикам ее выносли-
вости при переменных нагрузках. Если же данные об эксплуата-
ционной нагруженности или о выносливости детали приближенные,
то коэффициент запаса увеличивают до 1,5—1,8. В случае исполь-
зования в расчетах усталостной прочности приближенных данных
об эксплуатационных нагрузках и выносливости детали (ориенти-
ровочный расчет) коэффициент запаса принимают еще большим —
до 1,8—2,2. Во всех случаях для более ответственных элементов
конструкции (оси колесных пар, рамы тележек, подвески люльки
и т. д.) следует принимать относительно более высокие значения
1п]. Коэффициенты запаса устойчивости элементов, работающих
на сжатие, принимают в пределах 1,0—1,5 и более с учетом по-
добных соображений.
Обоснование и нормирование критериев прочности конструк-
ций вагонов — исключительно ответственное дело. Особенно
сложна эта задача в случаях применения новых видов конструк-
ционных материалов, внедрения новых технологических приемов
и оригинальных конструктивных решений, а также при измене-
ниях условий эксплуатации подвижного состава. В этих случаях
необходимо соблюдать разумную осторожность и обязательно пре-
дусматривать достаточно продолжительную опытную эксплуатацию
образцов для накопления необходимого опыта до начала серийного
производства. Как правило, возникает необходимость переосмыс-
ления критериев и нормативов прочности при переходе на новый
метод расчета. В табл. 8 приведены рекомендуемые допускаемые
напряжения в основных элементах конструкции вагонов.
В отличие от традиционных расчетов конструкций вагонов
по допускаемым напряжениям с использованием статических
расчетных схем методы расчета вагонов на усталостную прочность
и долговечность еще недостаточно отработаны. Исследования по
их уточнению и проверке проводят во ВНИИВ, ЦНИИ МПС и
других организациях.
При этом основные трудности связаны с необходимостью
учета случайного характера нагруженности вагона в эксплуата-
ции, статистического рассеяния прочности конструкций, кинетики
накопления повреждаемости и других факторов, которые сложны
сами по себе и не в полной мере изучены.
В общем случае динамическая нагруженность элементов вагона
в эксплуатации имеет характер случайного широкополосного не-
стационарного процесса, параметры которого различны для раз-
ных деталей и узлов. Для упрощения расчетов при соответствую-
щих обоснованиях можно рассматривать допущение о нормаль-
ности и узкополосности процесса нагруженности в данном диапа-
зоне скорости движения вагона Vi,
48
Таблица 8
Наименование	Расчетный режим	Допускаемые напряжения, кгс/см8		
		Сталь В СтЗ (ГОСТ 380—71)	Сталь 09Г2Д (ГОСТ 19282—73)	Длюмнниевый сплав 1915 (ГОСТ 8617—7 и 12 592—67)
Несамоходные вагоны				
Хребтовая и шкворневая	I	2160	2640	1600
балки рамы кузова	II	1920	2320	1400
	III	1550	1900	1100
Остальные элементы кузова *	I	2160/2400	2640/3100	1600/1800
	II	1920	2480	1450
	III	1650	2000	1200
Рама тележки, надрессорные	I	2160	2640		
балки	II	2160	2640	—
	III	1550	1800	—
Вагоны электропоездов				
Шкворневые и продольные	I	2400	3100	2000
балки рамы кузова	и	1550	2000	1100
Остальные элементы кузова	I	2400	3100	2000
	II	1650	2100	1200
Рама тележки, надрессорные	III, IV	1600	1800	—
балки				
Детали подвески привода	III, IV	1700	2000	—
Вагоны метрополитена				
Хребтовая и шкворневая	I	2160	2640	1700
балки рамы кузова	II, III	1600	2000	1100
Остальные элементы кузова	I	2400	3100	2000
	II, III	1650	2100	1200
Рама тележки, надрессорная	I	2040	2480		
балка	II, III	1400	1650	—'
* В случае режима I данные в числителе — для грузовых вагонов, а в знамена'
теле — для пассажирских.
49
При этом допущении и ряде других для оценки усталостной
прочности конструкции величина эквивалентной приведенной
амплитуды динамических напряжений
= ]/(17)
1
где tn — показатель степени в уравнении кривой усталостной
прочности; Т3 — заданный срок службы конструкции (ресурс)
при непрерывной работе; Г [(tn + 2)/2] — гамма-функция;
N0 — базовое число циклов эквивалентного режима; Sovi — сред-
нее квадратическое значение динамических напряжений при ско-
рости у;; /ЭИ1- — эффективная (средняя) частота процесса при ско-
рости щ; Pvi — вероятность движения вагона в эксплуатации со
скоростью vt.
Здесь показатель т необходимо принимать на основании на-
дежных экспериментальных данных, а при их отсутствии прибли-
женно оценивать по выражению tn = 16/(fea)K, где (А,а)к — общий
(эффективный) коэффициент снижения усталостной прочности
для натурной детали. Заданный срок службы Т3 связан с норма-
тивным календарным сроком службы вагона Т соотношением
Т3 = ТЕ,, где £ — коэффициент, определяющий долю времени
нахождения вагона в активной эксплуатации. Для грузовых ваго-
нов в современных условиях £	0,3; для пассажирских £	0,4;
для вагонов пригородных электропоездов, метрополитена и трам-
вая £ «=< 0,5.
При тех же допущениях расчетная долговечность конструкции
г
1 р ~	i
nmiml2r [(m + 2)/2] £ S^vlf3Vl Pvi
i
где o_j — предел выносливости гладкого образца материала кон-
струкции при N0 циклах; п — коэффициент запаса усталостной
прочности.
Для перевода расчетной долговечности Тр (выраженной в се-
кундах) в календарную эксплуатационную долговечность (в го-
дах) служит соотношение
Т — р
а-31,5-106 '
При использовании более точных представлений о характере
эксплуатационной нагруженности и кинетике усталостного раз-
рушения соответствующие выражения для оаэ и Т,, имеют более
сложную структуру, что затрудняет их практическое использова-
ние и делает актуальной задачу дальнейшего усовершенствования
методов расчета. В случае отсутствия экспериментальных данных
50
(18)
об эксплуатационной нагруженности детали расчетная амплитуда
динамических напряжений для расчетов на усталость
аар = /^а?,	(19)
где ог — расчетные напряжения от отдельных динамических
нагрузок, предусмотренных соответствующими рекомендациями
норм расчета.
Более подробные указания о методах расчетов и оценке проч-
ности вагонов приведены в действующих нормах и специальной
литературе.
Главными требованиями, предъявляемыми к методам расчета
вагонов, являются:
обоснованность выбора расчетных нагрузок и их соответствие
фактическим условиям эксплуатации вагонов с учетом перспек-
тивных изменений;
достаточная точность и минимальная трудоемкость методов
определения показателей несущей способности;
обоснованность принимаемых критериев несущей способности
и соответствие их эксплуатационному опыту.
Эти соображения необходимо принимать во внимание при со-
вершенствовании норм и методов расчета прочности и надежности
вагонов.
Важнейшее значение с точки зрения пригодности вагона для
эксплуатации имеют его ходовые качества. Допускаемая скорость
и безопасность движения поездов, общая эффективность работы
транспорта существенно зависят от конструкции, надежности и
текущего состояния подвижного состава. Вместе с тем ходовые
качества вагона зависят не только от конструкции вагона, но и
от параметров рельсового пути. Поэтому улучшения ходовых ка-
честв подвижного состава, т. е. снижения сил динамического вза-
имодействия, повышения устойчивости движения и снижения ин-
тенсивности колебаний, достигают совершенствованием не только
подвижного состава, но и качества пути. В эксплуатации каждый
вагон общесетевого назначения может взаимодействовать с любым
отрезком пути, поэтому проектировать вагоны, и в первую оче-
редь их ходовые части, необходимо с учетом статистических пара-
метров пути.
С позиций механики рельсовый экипаж состоит из совокуп-
ности физических тел и предусмотренных конструкцией упругих
или неупругих связей между ними. Эти связи направляют или
ограничивают перемещения данных тел. Обеспечение хороших
Ходовых качеств вагона при его проектировании заключается
в обосновании правильного взаимного расположения частей
системы и в выборе оптимальных характеристик связей между
ними. В частности, при проектировании рессорного подвешивания
вагонов следует обеспечить необходимую гибкость рессор, силы
Демпфирования колебаний, конструктивные запасы перемещений
51
Рекомендовано принимать ц < 0,7 — для пассажирских ваго-
нов и вагонов пригородных электропоездов; ц < 0,6 — для почто-
вых, багажных, изотермических вагонов и вагонов метрополитена;
Л < 0,5 — для грузовых вагонов типовой конструкции. Для
уменьшения валкости и обеспечения достаточной остойчивости
кузова на рессорах необходимо выполнять дополнительные усло-
вия (см. гл. III).
Для улучшения горизонтальной динамичности экипажа реко-
мендуется обеспечивать упругую связь (без зазоров) колесных
пар с рамой тележки. Жесткость этих связей необходимо обосно-
вать теоретическими расчетами и уточнить по результатам экс-
периментальных исследований динамики опытных вагонов.
Возможным вариантом связи колесных пар с рамой тележки явля-
ется такое исполнение, при котором жесткость связи в продольном
направлении значительно (в 5—10 раз) выше, чем в поперечном,
а жесткость в поперечном направлении (на одну буксу) составляет
около 3000—5000 кгс/см. Целесообразно предусматривать демп-
фирование извилистого движения тележек реализацией момента
сил трения в опорах кузова на тележки. Для пассажирских ваго-
нов обычно принимают момент трения
Л4тР = (0,08 н-0,12) Р?2/т,
где Pq — давление от оси на рельс; 2/т — база тележки.
В качестве основных критериев оценки ходовых качеств эки-
пажей в практике вагоностроения приняты следующие параметры.
I.	Коэффициенты вертикальной и горизонтальной динамич-
ности соответственно
^да = ^дв/^ст И kpy = Qpy/Pq,
где Рдв — динамическая вертикальная сила, действующая на
данный элемент ходовых частей в движении; Рст — статическая
вертикальная нагрузка на данный элемент вагона в рассма-
триваемом режиме загрузки; фдГ — горизонтальная боковая
динамическая сила, передающаяся от колесной пары на раму
тележки.
2.	Максимальные ускорения кузова вагона в вертикальной и
горизонтальной плоскостях соответственно /ВП]ах и /гшах. В пер-
вую очередь рассматривают ускорения кузова в зоне пятни-
ков.
3.	Показатель плавности хода, зависящий от интенсивности и
спектрального состава колебаний вагона. Этот показатель полу-
чают в соответствии с Методикой определения плавности хода
вагонов в условных единицах показателя плавности хода Wz
или в часах утомления т,- раздельно для вертикальных и горизон-
тальных (поперечных) колебаний. При определении плавности
54
хода вагона по осциллограммам ускорений с использованием
«ручной» или полуавтоматической обработки данных
ап — Ь [0,2 (v0 — 5,2)2 4-5]
366 [0,2 (v0 — 5,24 + 5] — 0,71а,,
(20)
(21)
где k (v0) — частотный поправочный коэффициент; т — коли-
чество разрядов амплитуд ускорения; а — амплитудное значение
ускорения, среднее для данного разряда, см/с2; v0 = NOIT —
средняя частота колебаний для данной реализации, Гц; п — коли-
чество циклов ускорений и-го разряда; N0 — общее количество
циклов ускорений, включая «нулевые»; Рп =n/N0 — повторяе-
мость амплитуды и-го (а„) разряда; Т — длительность анализи-
руемой реализации, с; b — коэффициент; b = ]/2— для верти-
кальных колебаний и b = 1 — для горизонтальных колебаний.
При автоматическом определении плавности хода вагонов ис-
пользуют специализированную электронную аппаратуру, реали-
зующую заданный алгоритм обработки информации об интенсив-
ности и частотном составе колебаний вагона.
4.	Коэффициент устойчивости колесной пары в рельсовой
колее
. = tgp-p. Рн
у 1 + ptgp Q6 ’
(22)
где р — угол наклона линейной части контура гребня колеса
к плоскости рельсового пути; Ри — вертикальная суммарная на-
грузка от первого (набегающего) колеса на рельс; Q6 — суммар-
ное боковое давление набегающего колеса на рельс; Q6 = Qw -j-
+ Рсбц; Рсб — вертикальная суммарная нагрузка от второго
(сбегающего) колеса на рельс; ц — коэффициент трения скольже-
ния между колесом и рельсом.
Рекомендуемая шкала оценки показателей ходовых качеств
вагонов приведена в табл. 9.
На основании теоретического и экспериментального анализов
свойств вагона как механической системы с использованием ука-
занных критериев устанавливают допускаемую конструкционную
скорость вагона, при которой обеспечивается необходимая проч-
ность, устойчивость, плавность хода и другие требования, предъ-
являемые к технически исправному вагону, следующему по пря-
мому участку пути хорошего текущего состояния.
Требования к прочности, надежности и ходовым качествам
вагонов существенно зависят от условий эксплуатации, качества
содержания, обслуживания и ремонта. Изменение условий работы
подвижного состава (например, повышение скорости движения
55
Таблица 9
Оценка ХОДОВЫХ качеств вагона	Вагоны	Показатели (не более)					
		* k ДВ	&ДГ	/в*	/ г		1/*у
Отлично	Пассажирские	0,15/0,10	0,10	0,10	0,07	2,0	0,4
	Грузовые	0,30/0,25	0,20	0,25	0,20	3,0	0,5
Хорошо	Пассажирские	0,20/0,15	0,15	0,15	0,10	2,5	2,5
	Грузовые	0,45/0,35	0,25	0,35	0,25	3,5	0,6
Удовле-	Пассажирские	0,25/0,20	0,20	0,20	0,15	3,0	0,6
творительно	Грузовые	0,60/0,50	0,35	0,50	0,35	4,0	0,7
Предельно	Пассажирские	0,35/0,30	0,30	0,30	0,25	3,5	0,7
допустимо	Грузовые	0,75/0,60	0,40	0,60	0,40	4,5	0,8
* В числителе — для буксового подвешивания, в знаменателе — для центрального.
** Ускорения выражены в долях ускорення свободного падения.
или ухудшение их содержания в эксплуатации) может резко ска-
заться на работоспособности вагонов и их узлов. Поэтому необ-
ходимо всесторонне обосновывать исходные требования к проек-
тируемым вагонам и своевременно корректировать применяемые
нормативы с учетом опыта и условий эксплуатации на перспек-
тиву.
§ 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
В КОНСТРУКЦИЯХ ВАГОНОВ
Требования к проектированию и изготовлению сварных кон-
струкций вагонов установлены ОСТ 24.050.34—75 (Сварка в ва-
гоностроении. Технические условия). Проектируемые сварные
конструкции вагонов должны быть удобны для сварки, окраски,
осмотра и очистки. Следует избегать в конструкциях щелей и за-
зоров, способствующих образованию коррозии. Сечения сварных
элементов должны быть по возможности симметричными и соста-
вленными из минимального числа деталей, чтобы количество соеди-
нительных швов было наименьшим. При этом количество стыков
в растянутых элементах должно быть минимальным, а сами стыки
по возможности располагаться в зонах с наименьшими напряже-
ниями. Форма и взаимное расположение деталей должны обеспе-
чивать видимость сварочной ванны и угол наклона электрода,
не менее 30°.
При проектировании необходимо стремиться к такому располо-
жению швов, которое позволяло бы осуществлять сварку в нижнем
положении, так как сварка вертикальных и особенно потолочных
швов ухудшает их качество. Соотношение толщин свариваемых
деталей не должно превышать 2 : 1 (как исключение, допускают
56
соотношение 3 : 1). В сварных элементах не рекомендовано при-
менять пакеты, состоящие из нескольких сваренных листов. При
стыковании элементов разной толщины обеспечивают плавность
перехода сечений, для чего у более толстых элементов делают до-
полнительный скос (с уклоном 1 : 5) с одной или с двух сторон.
Скосы можно не делать, если разность толщин элементов Ах со-
ставляет:
при V-образной разделке
Л-v = (6шах - 6Ш1П) « (6ш1п/4);
при Х-образной разделке и симметричном стыковании
Лх = (6гаах - 6ШШ) < (6mln/4);
при Х-образной разделке и несимметричном стыковании
Лх = (6шах - 6min) < (6mln/8).’i
В случае соединения элементов неодинаковой толщины рас-
четную толщину шва принимают равной толщине более тонкого
листа, а при выполнении стыкового шва на элементах одинаковой
толщины — равной толщине одного из свариваемых элементов.
При проектировании сварных соединений в ответственных
узлах следует избегать сосредоточения нескольких швов в огра-
ниченной зоне; соединения трех отдельных элементов одним швом;
размещения двух швов, нормальных к силовому потоку, на рас-
стоянии менее 50 мм. При использовании гнутых профилей и штам-
пованных элементов, выполненных в холодном состоянии, необ-
ходимо учитывать понижение пластических свойств металла в ме-
стах резких перегибов и избегать наложения сварных швов в этих
зонах. Не допускается применять прерывистые швы при сварке
основных несущих элементов и приварке дополнительных деталей
к основным элементам.
В конструкциях рам вагонов и тележек стыковые швы следует
выполнять двусторонней сваркой, независимо от формы подго-
товки кромок. Одностороннюю сварку можно применять лишь
в том случае, когда выполнить двустороннюю невозможно. Одно
сторонняя сварка допустима лишь при условии обеспечения пол-
ного провара (например, при использовании остающейся под-
кладки).
I Ребра жесткости,'диафрагмы и другие дополнительные детали
необходимо ставить с учетом действующих в основном сечении
напряжений, размещая детали по возможности в менее напряжен-
ных местах. Приваривать ребра жесткости и диафрагмы непосред-
ственно к растянутым поясам не следует. В одностенчатых балках
во избежание коробления ребра жесткости необходимо ставить
симметрично с обеих сторон стенки и приваривать сплошными
двусторонними швами. Ребра жесткости, параллельные стыковым
швам стенки, должны быть удалены от стыков на расстояние не
менее 10 толщин стенки. Сварные угловые швы, расположенные
57
нормально к силовому потоку, применять не рекомендовано, по
возможности следует также заменять поперечные угловые швы
косыми швами.
В ответственных элементах рабочие угловые швы необходимо
проектировать с вогнутым очертанием их поверхности, а также
с плавным переходом к основному металлу. Фланговые швы соеди-
нений, воспринимающих осевую силу, можно выполнять как
вогнутой, так и выпуклой формы. При проектировании соедине-
ний внахлест рекомендуется не ограничиваться только фланго-
выми швами, а добавлять лобовые швы, в которых отношение
большего катета к меньшему должно составлять 2,0—2,5. При
этом больший катет следует направлять вдоль усилия, восприни-
маемого лобовым швом. В напряженных элементах сварных кон-
струкций свободные кромки деталей после резки газом, на штам-
пах и т. д. рекомендуется подвергать механической зачистке.
Для повышения усталостной прочности и сопротивляемости
сварных соединений хрупким разрушениям следует применять
поверхностный наклеп многобойковым упрочнителем, аргонно-
дуговую обработку швов или термическую обработку в виде вы-
сокого отпуска. Поверхностный наклеп многобойковым упрочни-
телем типовых сварных элементов рам тележек и вагонов может
существенно повысить их усталостную прочность. Особенно эф-
фективным является этот способ для сварных элементов с деталями,
имеющими близко расположенные поперечные швы. Аргонно-
дуговая обработка швов является эффективным средством повы-
шения усталостной прочности сварных конструкций при больших
напряжениях (16—18 кгс/мм2) и хорошем качества сварочных
швов. Высокий отпуск оказывается эффективным при наличии
неблагоприятных внутренних напряжений и большой их кон-
центрации.
Сварные швы стыковых соединений должны быть по возмож-
ности равнопрочными с основным металлом элементов. Конструк-
ции с равнопрочными сварными стыковыми швами отвечают тре-
бованиям экономичности, так как увеличение прочности сварных
швов по сравнению с основным элементом усложняет изготовление
конструкции, не улучшая условий ее работы. Более того, концен-
трация напряжений в сварных швах снижает несущую способ-
ность всего элемента конструкции и не позволяет в полной мере
использовать его сечение, что приводит к перерасходу материала.
При действии на элемент продольной силы распределение на-
пряжений как в поперечных сечениях самого элемента, так и в по-
перечном сечении по сварному шву, принимают равномерным;
расчетную величину шва принимают равной толщине основного
элемента, длину шва — равной ширине основного элемента при
условии выполнения шва с применением выводных планок. Если
эти планки отсутствуют, то расчетную длину шва уменьшают
на 10 мм (этим учитывают возможность некоторого непровара
начального и конечного участков шва при ручной сварке). При
58
действии продольной силы на элементы, соединенные стыковым
швом, расчетное условие имеет вид
о = -£- < [аш],	(23)
где Р — продольная сила; а — напряжение в шве; s — расчет-
ная толщина шва; /ш — расчетная длина шва; [Ощ] — допускае-
мое напряжение в шве.
В некоторых случаях, когда по условиям выполнения швов
допускаемые напряжения в металле шва не могут быть приняты
равными допускаемым напряжениям в основном металле, для
обеспечения условной равнопрочности сварного стыкового соеди-
нения можно применять косой шов. При расчете угловых швов
расчетный профиль шва принимают в виде вписанного равносто-
роннего треугольника. За расчетную толщину шва берут толщину
его наименьшего косого сечения, равную 0,7k, где k — катет
шва. Эти швы рассчитывают по допускаемым напряжениям на
срез
Т = 2-0,7/г/ш
Толщину расчетного сечения угловых швов при обеспечении
полного провара по толщине присоединяемого элемента принимают
(как и для стыковых швов) равной толщине основного элемента.
Такие угловые швы рассчитывают так же, как и стыковые швы,
по допускаемым напряжениям на растяжение (или на сжатие),
что соответствует условиям их действительной работы.
При расчете прочности сварных соединений допускаемое на-
пряжение в металле шва в большинстве случаев принимают рав-
ным допускаемому напряжению в основном металле. При этом
требования прочности для сварных стыковых соединений выпол-
няются безусловно в том случае, если они были удовлетворены
при подборе размеров сечения основных соединяемых элементов.
То же относится и к воспринимающим осевую силу или изгибаю-
щий момент сварным тавровым соединениям, когда они выполнены
с обеспечением провара по всей толщине соединяемых элементов.
Условия расчета сварных соединений, воспринимающих изгиб,
в основном такие же, как и воспринимающих осевые усилия.
Основные расчетные формулы для проверки прочности сварных
стыковых соединений при их работе на изгиб и основных элемен-
тов конструкции одинаковые, вследствие того, что форма сечения
сварного стыкового соединения остается такой же, как и у основ-
ного элемента; следовательно,
<т = ^-<И<тш],	(24)
где М — изгибающий момент, действующий в сечении; W —
момент сопротивления соединяемого элемента в месте сопряжения.
59
По этой же формуле рассчитывают соединения впритык в том
случае, когда обеспечен полный провар по всей толщине элемента.
Соединения впритык, осуществленные угловыми швами (без про-
вара по всей толщине присоединяемого элемента), рассчитывают
по допускаемым напряжениям на срез
т = ^-с[тш],	(25)
где W — момент сопротивления расчетного сечения по сварным
швам.
В случае прикреплений угловыми швами сложных профилей
расчет по формулам (24) и (25) допустим только при условии обес-
печения пропорциональности между толщинами отдельных частей
элементов и размерами прикрепляющих их швов.
Если, кроме изгибающего момента, на соединение действует
и поперечная сила, то необходимо определять касательные на-
пряжения от этой силы и проверять прочность по эквивалентным
(суммарным) напряжениям. Напряжение среза в швах от усилий,
действующих в плоскости соединения элементов, если жесткость
этих элементов больше жесткости швов на срез,
т - Q • т МхГ •
1	’	2 Jz + Jy ’
Т = V Т1 + Т2 + 2TjT2 sin [Q'r] ,
где Q — равнодействующая всех сил, действующих в рассматри-
ваемой плоскости; Мх — момент всех сил относительно центра
тяжести сечения швов; г — радиус, проведенный из центра тяже-
сти сечения швов к точке шва, в которой определяют напряжения;
Z;, s; — расчетные размеры шва; Jz и Jy — моменты инерции
сечения, имеющего конфигурацию, соответствующую расположе-
нию швов; sz— толщина участков этого сечения, равная наимень-
шим размерам сечений швов.
Напряжения среза в торцовых швах от усилий, действующих
в плоскости соединений сваренных впритык тонкостенных эле-
ментов, равны:
для швов, присоединяющих замкнутый контур,
т ________Q_________। М ,
^Siti cos [Q~Zz] 2Fs‘
для швов, присоединяющих незамкнутый контур,
_________Q________, 3Msj
^sth cos__________£sfZ.
здесь Q — равнодействующая всех сил, действующих в рассма-
триваемой плоскости; Л4 — момент всех действующих в сечении
сил относительно центра изгиба сечения присоединяемого эле-
мента; F — площадь, ограниченная замкнутым контуром швов.
6Q
(26)
(27)
Напряжения среза в швах торцовых соединений от усилий,
которые действуют в плоскостях, перпендикулярных плоскости
соединения элементов,
, Мгу Муг Р
J2 Jy
(28)
где Mz и Му — моменты сил, которые действуют в плоскостях,
перпендикулярных плоскости сечения швов; Jг и Jy — моменты
инерции сечения, имеющего соответствующую расположению
швов конфигурацию (толщина участков этого сечения равна наи-
меньшей толщине сечения рассматриваемого шва); у и z — коор-
динаты точки сечения шва, в которой определяют напряжения;
Р — продольное усилие, приложенное вдоль оси, проходящей
через центр тяжести сечения; sz и /,• — расчетные размеры шва.
При определении моментов инерции Jz и Jy в сечении не учи-
тывают швы, присоединяющие одну деталь к стенке другой детали,
если эта стенка не подкреплена ребрами или иными элементами.
Напряжения, вычисленные по формулам (26)—(28), сумми-
руют:
= /т2 + (т')2 с[тш].	(29)
Точечное и роликовое соединения проектируют только для
работы на срез. При проектировании сварных точечных соедине-
ний применяют упрощенную методику расчета, где распределение
касательных напряжений в рабочем сечении сварной точки при-
нимают равномерным, а действием в нем нормальных напряжений
пренебрегают. Допускают также, что в многоточечных соедине-
ниях распределение усилий между отдельными сварными точками
равномерное. Это позволяет при расчете сварных точечных соеди-
нений, воспринимающих осевую растягивающую нагрузку, при-
нимать условие прочности в виде
/э«-^-К[тт] п,	(30)
где Р — усилие, передаваемое на соединение; d — диаметр свар-
ной точки (литого ядра точки); К — количество плоскостей среза
сварных точек; [тт] — допускаемое напряжение на срез для свар-
ной точки; п — количество точек в соединении.
При расчете точечных соединений следует иметь в виду, что
даже при осевой нагрузке сварная точка, кроме среза, испытывает
еще и изгиб, который для соединений с двусторонним нахлестом
обычно не учитывают. Наличие изгиба приводит к тому, что при
выборе соотношений между отдельными размерами соединения
учитывают также условия работы сварной точки на отрыв, воз-
можный в результате появления нормальных напряжений от
61
изгиба. Если проверку на отрыв выполняют при толщине свари-
ваемого металла менее 2 мм, то напряжение
т = ,Q .  < [тт],	(31)
ndsnk L TJ’	v ’
а если при толщине свариваемого металла 2 мм и более, то
где Q — равнодействующая всех сил, действующих в рассматри-
ваемой плоскости; d. — проектный диаметр точки; s — толщина
металла (в наименьшем сечении); п — количество точек, воспри-
нимающих нагрузку; k — количество плоскостей среза точки.
Для ответственных узлов, помимо расчетов, позволяющих
выбрать основные размеры сварочных швов, выполняют также
расчеты на усталостную прочность, при которых учитывают фак-
торы концентрации напряжений, влияние размеров, состояние
поверхности и более точные характеристики условий нагружения.
§ 7. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ И САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
Особое значение теплотехнические и санитарно-гигиенические
требования имеют для пассажирских вагонов, но иногда подобные
требования предъявляют и к специализированным грузовым ваго-
нам — к рефрижераторным, для перевозки скота, некоторых хи-
мических грузов и т. д.
Параметры воздушной среды. Нормальными или комфортными
параметрами окружающего воздуха считают такие, при которых
количество тепла, вырабатываемого организмом человека, и ко-
личество тепла, отдаваемого им окружающей среде, уравнивается
благодаря нормальной терморегуляции организма без напряжения
последнего. На самочувствие пассажиров оказывает большое
влияние чистота воздуха. Для поддержания чистоты воздуха в ва-
гоне необходимо подавать в него определенное количество наруж-
ного воздуха, а также предусматривать в системе вентиляции
соответствующие фильтры. Для предотвращения попадания в ва-
гон пыли через неплотности повышают герметичность конструк-
ции и обеспечивают избыточное давление (подпор) воздуха.
Рекомендованы следующие параметры воздуха в вагонах
с кондиционированием: температура воздуха в пассажирском по-
мещении летом должна быть равна 22—26° С (для расчетов берут
среднее значение 24° С), зимой 18—22° С; относительная влажность
воздуха должна составлять 30—60%; допускаемая неравномер-
ность температур воздуха (по длине вагона на одном уровне и
по высоте вагона на одной вертикали) не более 3° С.
Максимальная скорость движения воздуха в зонах пребывания
пассажиров должна быть не более 0,25 м/с. Минимальное количе-
62
ство подаваемого в вагон наружного воздуха на одного пасса-
жира (по числу спальных мест): летом 25 м3/ч, зимой 20 м3/ч.
Подпор воздуха в кондиционируемых помещениях — не менее
3 мм вод. ст. (30 Н/м2). Максимально допустимые содержания:
пыли — 1 мг/м3; углекислого газа — 0,1% объема помещения.
Для предотвращения появления слишком больших перепадов
(больше 12° С) между температурами воздуха внутри и снаружи
вагона обычно предусматривают три температурных режима
для летнего времени года: прохладный с автоматическим регули-
рованием температуры (22—26° С); нормальный (23—27° С); теп-
лый (24—28° С).
Вагоны без кондиционирования воздуха оборудуют принуди-
тельной вентиляцией с устройствами для очистки воздуха от пыли
и подогрева воздуха в холодное время года, вытяжными дефлек-
торами, системой отопления и автоматическим управлением тем-
пературным режимом в вагонах с электрическим отоплением.
Параметры воздуха в вагонах без его кондиционирования
должны удовлетворять следующим условиям: системы отопления
(водяного или электрического) и подогрева подаваемого в вагон
воздуха должны обеспечивать температуру в вагоне 20 ± 2° С,
а в туалетах не ниже 18° С, при температуре наружного воздуха
до —40° С; разность температур пег высоте и длине вагона не дол-
жна превышать 3° С; количество подаваемого вентиляционной
установкой в вагон воздуха на каждого пассажира в летнее время
года должно составлять 25 м3/ч, а в зимнее 20 м3/ч; скорость дви-
жения воздуха в местах нахождения пассажиров не должна пре-
вышать 0,2 м/с зимой и 1 м/с летом (при закрытых окнах).
Водоснабжение. Пассажирские вагоны дальнего следования
имеют систему холодного и горячего водоснабжения с запасом
воды в баках не менее 1000 л. В вагонах межобластного сообщения
и багажных установлено только холодное водоснабжение. В ва-
гонах местного и пригородного сообщения системы водоснабжения
предусматривают в соответствии с требованиями заказчика. Во-
дяные баки системы холодного водоснабжения имеют указатели
уровня воды и сигнальные устройства об их заполнении. Воду
наливают через специальные трубы со стороны полотна пути.
Головки этих труб должны быть удалены от фановых труб к сред-
ней части вагона и иметь электроподогреватели и устройство для
предохранения их от загрязнения. Система водоснабжения обеспе-
чивает возможность полного слива воды.
Освещение. Внутренние помещения пассажирских вагонов
освещаются через окна. Отношение площади световых проемов
окон к площади пола рекомендовано для купе не менее 0,25,
а для некупейных вагонов — не менее 0,33. Вагоны без кондицио-
нирования воздуха оборудуют окнами с опускающимися (откры-
вающимися) рамами. В пассажирских вагонах с установками
кондиционирования воздуха окна глухие, за исключением окон
служебного помещения, туалетов и коридоров.
63
Искусственное освещение в основных помещениях пассажир-
ских вагонов (салонах, купе, коридорах) может быть общим или
комбинированным (из общего и местного освещения). Общее осве-
щение осуществляют люминесцентными лампами. Освещенность
от системы общего освещения должна составлять в купе или от-
делении некупированного вагона на уровне 0,8 м от пола не менее
100 лк; в салоне вагона с креслами для сидения на уровне 0,8 м
от пола не менее 100 лк; в коридорах на уровне пола не менее
50 лк. В вагонах с централизованным электроснабжением реко-
мендована большая освещенность (в 1,5—2 раза).
Местное освещение (софиты у изголовья спальных диванов,
настольные лампы в купе, лампы для освещения подножек, под-
вагонного оборудования и др.) и освещение вспомогательных по-
мещений можно выполнять люминесцентными лампами или лам-
пами накаливания. Для ночного времени в спальных купе должно
быть предусмотрено освещение синими или темно-зелеными лам-
пами, которые можно выключить по желанию пассажиров. Осве-
щенность от системы местного освещения должна составлять на
поверхности столика купе при люминесцентных лампах 100 лк,
а при лампах накаливания 75 лк; на поверхности расположения
книги у изголовья дивана и верхней полки купе, а также у спинки
кресел при люминесцентных лампах 100 лк, а при лампах накали-
вания 50 лк.
Параметры шума. Допустимые уровни шума в вагонах установ-
лены разработанным ВНИИВ и ЦНИИ МПС ОСТ 24.050.18—72.
Измеренные уровни звукового давления в октавных полосах частот
не должны превышать допустимых значений следующих нормиро-
вочных кривых:
№ нормировоч-
ной кривой
В вагонах мягких, жестких купейных, в купе отдыха проводников
поездов дальнего следования, в купе отдыха почтовых и багажных
вагонов........................................................... №	60
В вагонах открытого типа дальнего следования, в вагонах меж-
областного сообщения, в служебных помещениях почтовых и ба-
гажных вагонов.................................................... №	65
В салонах и кабинах водителя трамвайных вагонов................... №	75
В вагонах типа И метрополитена, а также всех последующих типов:
в кабине машиниста ............................................... №	75
в салоне...................................................... №	80
В кабине машиниста моторных вагонов электропоездов, дизель-по-
ездов и автомотрис, в салонах дизель-поездов и автомотрис	№ 75
В кабине машиниста немоторных вагонов и в салонах электро-
поездов .......................................................... №	70
В вагонах-электростанциях рефрижераторных секций:
в купе отдыха бригады............................................. №	60
в отделении управления ....................................... №	70
Допустимые уровни звукового давления (дБ) в октавных поло-
сах частот (Гц) приведены в табл. 10.
64
Таблица 10
№ нормировоч- ной кривой	Звуковое давление (в дБ) при частотах (в Гц)								
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
60	96,3	82,9	74,2	67,8	63,2	60	57,4	55,4	53,8
65	99,7	86,8	78,5	72,4	68,1	65	62,5	60,5	58,9
70	103,1	90,8	82,9	77,1	73,0	70	67,5	65,7	64,1
75	106,5	94,7	87,4	81,7	77,9	75	72,6	70,8	69,2
80	109,9	98,7	91,6	86,4	82,7	80	77,7	75,9	74,4
85	113,3	102,6	95,9	91,0	87,6	85	82,8	81,0	79,5
Параметры вибрации. Вибрации пассажирских вагонов локо-
мотивной тяги, вагонов электропоездов, дизель-поездов, автомо-
трис магистральных железных дорог колеи 1520 мм и вагонов ме-
трополитена оценивают согласно ОСТ 24.050.28—74, разработан-
ному ВНИИВ. При этом учитывают четыре главных физических
фактора: интенсивность вибрации, характеризуемую средним
квадратическим значением ускорения, спектральный состав, время
и направление действия вибрации.
Вибрацию оценивают из расчета ее действия на человека в те-
чение рабочего дня. Тогда
/Р<тд,	(33)
где /р — продолжительность рабочего дня; тд — допустимое
время воздействия вибрации, определяемое с учетом эксплуата-
ционного распределения скоростей движения.
При этом
г k	' -1
где — доля времени (вероятность) движения вагона в эксплуа-
тации со скоростью vK; тда — допустимое время воздействия ви-
брации данного уровня.
Значения тдк определяют по ОСТ 24.050.28—74 в зависи-
мости от приведенного среднего квадратического значения уско-
рения опк (табл. 11).
Дополнительные требования к изотермическим вагонам. Для
создания условий, обеспечивающих сохранность качества скоро-
портящихся грузов, и сокращения энергетических затрат изотер-
мические вагоны должны иметь минимальный коэффициент тепло-
передачи при возможно меньшей толщине элементов ограждения
кузова (стен, пола, крыши) и надежные в работе приборы охла-
ждения, отопления и контроля за температурой воздуха в грузо-
вом помещении. Средний коэффициент теплопередачи ограждений
грузовых помещений не должен превышать 0,28 ккал/(м2  ч° С).
3 Л. Д. Кузьмич	65
Таблица 11
<ТИК> м/с2	тдк 1мин> в вертикаль- ном направ- лении	тдк (мин) в горизонталь- ном направ- лении	°пк’ м/с2	Тдк (мин) в вертикаль- ном направ- лении	тдк (мин) в горизонталь- ном направ- лении
0,05	4055	2879	0,65	178	95,9
0,10	2000	1368	0,7	158	81,6
0,15	1280	845	0,8	125	59,2
0,20	908	586	0,9	100	41,9
0,25	688	435	1,0	80,1	29,0
0,30	543	337	1,1	63,7	19,8
0,35	441	270	1,2	50,2	13,2
0,40	367	221	1,3	39,1	8,98
0,45	310	184	1,4	30,1	6,08
0,50	266	155	1,5	23,0	4,16
0,55	231	135	1,6	17,5	2,88
0,60	202	112	1,8	9,99	1,44
			2,0	5,75	0,76
Холодильное, отопительное, вентиляционное оборудование, си-
стема циркуляции воздуха и конструкция ограждений должны
обеспечивать в грузовом помещении равномерность температуры
с допустимым отклонением —1,5° С от заданной. Воздухообмен
через неплотности грузового помещения не должен превышать
0,3 полного объема этого помещения за 1 ч.
Дополнительные требования к пассажирским вагонам. С уче-
том эргономических и санитарных требований пассажирские ва-
гоны должны иметь пассажирское помещение (купе, салоны),
оборудованное в зависимости ог типа вагона спальными (мягкими
или полумягкими) местами или диванами (креслами) для сидения,
а также полками и нишами для хранения багажа и мелких вещей;
служебное помещение, в котором размещены щит управления си-
стемами энергоснабжения, вентиляции, отопления, кондициони-
рования воздуха и освещения (в вагонах дальнего следования это
отделение оборудовано шкафами для постельных принадлежностей,
посуды, продуктов, мойкой с горячей и холодной водой, агрегатом
для охлаждения питьевой воды, столиком, диваном или креслом
для дежурного проводника, аптечкой и т. д.); помещение для
отдыха проводников со спальными местами в вагонах дальнего
следования; туалетные комнаты с унитазом и умывальником.
Для изоляции кузова необходимо применять негорючий и не-
влагоемкий термоизоляционный материал. Средний коэффициент
теплопередачи ограждений кузова не должен превышать
0,95 ккал/(м2 • ч° С). Внутреннюю поверхность вагона следует
облицовывать материалами, допускающими уборку с примене-
нием специальных растворов.
66
§ 8. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ
В ВАГОНОСТРОЕНИИ
Стальной прокат. В настоящее время для изготовления ваго-
нов в основном применяют углеродистые и низколегированные
стали (ГОСТ 380—71, ГОСТ 6713—75, ГОСТ 1050—74,
ГОСТ 19281—73 и ГОСТ 19282—73). Механические свойства при-
меняемых и рекомендуемых для вагоностроения сталей приведены
в табл. 12.
В вагоностроении применяют углеродистые стали различной
степени раскисления: кипящие, спокойные и полуспокойные.
Кипящая сталь более дешевая, но по качеству уступает спокойной.
Полуспокойная сталь по степени раскисления и свойствам пред-
ставляет собой промежуточную. Кипящая сталь имеет более вы-
сокий порог хладноломкости и по сравнению со спокойной сталью
является менее стойкой к хрупким разрушениям при низких тем-
пературах. Поэтому для ответственных несущих элементов кон-
струкций вагонов применяют спокойные стали. Для этих конструк-
ций используют углеродистую сталь (ГОСТ 380—71) группы В
и пятой категории качества, предусматривающей нормирование
химического состава, пределов прочности и текучести, относитель-
ного удлинения, изгиба в холодном состоянии и ударной вязкости
при температуре —20° С и после механического старения. Угле-
родистые стали (ГОСТ 1050—74) применяют второй и третьей ка-
тегорий; второй категорией предусмотрено нормирование механи-
ческих свойств на растяжение и ударной вязкости, проверяемых
на образцах, изготовленных из нормализованных заготовок раз-
мером 25 мм (диаметр или сторона квадрата), а третьей катего-
рией — нормирование механических свойств на растяжение, про-
веряемых на образцах, изготовленных из нормализованных заго-
товок размером не более 100 мм.
Для ответственных сварных конструкций вагонов применяют
низколегированные стали (ГОСТ 19281—73 и ГОСТ 19282—73)
12-й категории, которой предусмотрено нормирование химиче-
ского состава, механических свойств при растяжении и изгибе
и ударной вязкости при температуре —40° С и после механиче-
ского старения.
Основные элементы грузовых вагонов изготовляют главным
образом из низколегированных сталей с гарантированным содер-
жанием меди (09Г2Д, 09Г2СД, 10Г2С1Д, 10ХСНД, 15ХСНД,
10ХНДП). Сталь 10ХНДП имеет повышенные механические ха-
рактеристики и коррозионную стойкость в атмосферных условиях,
поэтому ее рекомендуют применять в тонкостенных элементах
конструкции толщиной до 6—8 мм. Перспективной для изготовле-
ния несущих сварных тяжело нагруженных узлов вагона является
низколегированная сталь 10Г2БД, обладающая в сравнении со
сталью 09Г2Д более высокими прочностными характеристиками,
особенно усталостной прочностью сварных соединений.
з*	_	67
Таблица 12
Сталь	Толщина проката, мм	Механические свойства (ие меиее)					
		Предел прочности "в- кгс/мм2	Предел текучести ат’ кгс/мм2	Относи- тельное удлинение б6, %	Ударная вязкость ан> кгм/см2, при		
					20° С	-23° С	-40° С
СтЗкп	До 20	37	24	27			
	21—40	37	23	26						
	41-100	37	22	24	—	—	—
СтЗпс,	До 20	38	25	26	5—11	3—5	
СтЗсп	21—40	38	24	25					
	41—100	38	23	23	—	—	—
СтЗГпс	До 20	38	25	26	5—10	3—5	
	21—40	38	24	25	—				
	41—100	38	23	23	—	—	—
Ст5пс,	До 20	50	29	20			.			
Ст5сп	21—40	50	28	19	—	—	—
	41—100	50	27	17	—	—	—
СтбГпс	До 20	46	29	20						
	21—40	46	28	19	—	.—	—
	41—100	46	27	17	—	—	—
15	80	38	23	27			
20	80	42	25	25	—	—	—
25	80	46	28	23	9	—	—
30	80	50	30	21	8	—		
35	80	54	32	20	7	—	
40	80	58	34	19	6	—	—
45	80	61	36	16	5	—.	—
16Д	До 20	38	24	26	3,5	3,5	—
09Г2,	До 4	45	31	21						
09Г2Д	5-9	45	31	21	—	—	3,5
	10—20	45	31	21	—	—.	3
	21—32	45	30	21	—	—	4
09Г2С,	До 4	50	35	21			
09Г2СД	5—9	50	35	21	6,5	—	4
	10—20	48	33	21	6	—	3,5
	21—32	47	31	21	6	—	3,5
	33—60	46	29	21	6	—	3,5
	61—80	45	28	21	6	—	3,5
68
Продолжение табл. 12
Сталь	Толщина проката, мм	Механические свойства (не меиее)					
		Предел прочности кгс/мм2	Предел текучести сгт, кгс/мм2	Относи- тельное удлине- ние д8, %	Ударная вязкость ан, кгм/см2, при		
					20° С	—20° С	—40° С
10Г2С1,	До 4	50	36	21						
10Г2С1Д	5—9	50	35	21	6,5	—	4
	10—20	49	34	21	6	.—	3
	21—32	48	33	21	6	—	3
	33—60	46	33	21	6	.—	3
	61—80	44	30	21	6	—	3
10Г2Б,	До 4	52	38	21						
10Г2БД	5—9	52	38	21	—	—	4
	10	52	38	21	—	—	3
10ХСНД	До 4	54	40	19	—	.—	—
	5—9	54	40	19	—	.—	5
	10—15	54	40	19	—	—	4
	16-32	54	40	19	—	—	5
	33—40	52	40	19	—	—	5
15ХСНД	До 4	50	35	21					—
	5—9	50	35	21	—	—	4
	10—20	50	35	21	—	—	3
	21—32	50	35	21	—	—	3
10ХНДП	До 4	48	35	20						
	5—9	48	35	20	—	—	4
Для изготовления котлов железнодорожных цистерн, предназ-
наченных для перевозки некоторых кислот, желтого фосфора,
расплавленной серы, различных синтетических смол, ядохими-
катов, жидких минеральных удобрений, молока и особо чистых
продуктов применяют высоколегированные нержавеющие стали,
содержащие дефицитные легирующие элементы (никель, молибден,
хром и медь). Получили применение двухслойные стали (биметаллы)
с плакирующим слоем из высоколегированных сталей. Например,
биметалл ВСтЗ + 12Х18Н10Т (ГОСТ 380—71 и ГОСТ 5632—72)
успешно применяют для цистерн, предназначенных для перевозки
виноматериалов.
Для пассажирских вагонов в настоящее время применяют обыч-
ные углеродистые стали, обладающие низкой прочностью и корро-
зионной стойкостью, что ограничивает возможности снижения
массы конструкции и повышения эксплуатационной надежности.
Низколегированные стали 10ХНДП, 15ХСНД и др. по сравне-
69
нию с обычными углеродистыми в 1,5—3 раза более стойки к ат-
мосферной коррозии. Однако в условиях постоянной влажности
коррозионная стойкость этих сталей всего на 20—30% превосхо-
дит коррозионную стойкость углеродистых сталей. На основании
проведенных ЦНИИ МПС, ВНИИВ и ЦНИИ ЧМ исследований
для кузовов пассажирских вагонов рекомендовано применение
экономно легированной никелем нержавеющей стали 10Х14Г14НЗ
(ГОСТ 5632—72). Проводятся исследования возможности приме-
нения безникелевой нержавеющей стали.
Прокатные стали применяют в вагоностроении в виде листо-
вого материала, полосы, сортового и профильного проката (как
горячекатаного, так и холодногнутого). В последнее время рас-
ширяется применение холодногнутых профилей. Основные го-
рячекатаные профили, применяемые в вагоностроении, приведены
в табл. 13.
Литые стали. Для изготовления литых деталей вагонов в основ-
ном применяют углеродистые и низколегированные стали
(ГОСТ 977—75 и отраслевые технические условия). Механические
характеристики некоторых из этих сталей приведены в табл. 14.
Литые детали из сталей ЗОГСЛ и 32Х06Л (ГОСТ 977—75) поста-
вляют после закалки и отпуска, а из остальных сталей — после
нормализации. Основная масса стального литья идет на детали
тележек грузовых вагонов, на боковые рамы и надрессорные балки,
а также на детали автосцепки.
В настоящее время рамы, балки и автосцепки в основном отли-
вают из низколегированных сталей 20ГЛ и 20ФЛ, которые по
сравнению с углеродистой сталью обеспечивают повышенную на
20—30% прочность деталей. Условия эксплуатации на перспек-
тиву требуют дальнейшего повышения прочностных характери-
стик указанных деталей. В связи с этим в вагоностроении осуще-
ствляется переход на использование более прочной стали типа
20Г1ФЛ.
- Применение улучешнных низколегированных сталей позволяет
не только повысить механические свойства, но и обеспечить гаран-
тированную ударную вязкость а„ при отрицательной температуре,
вплоть до температуры —60' С.
Одним из основных направлений улучшения качества литых
деталей является снижение содержания серы и фосфора в резуль-
тате применения синтетических шлаков, специальных лигатур
и др. Уменьшение в стали вредных примесей обеспечивает увели-
чение ее пластичности и вязкости, улучшение литейных свойств,
что, в свою очередь, повышает качество литых деталей (снижает
вероятность образования горячих и холодных трещин, газонасы-
щенности, пор, раковин и пр.).
Алюминиевые сплавы. Алюминий и его сплавы применяют
в конструкциях пассажирских и грузовых вагонов. Алюминий
и его сплавы применяют для изготовления облегченных кузовов
вагонов городского транспорта и скоростных поездов, а также для
70
(Л
га
£
кС
га
Н
Продолжение табл. 13
Параметры в числителе даны для верхних, а в знаменателе для нижних волокон сечений.
72
Таблица 14
Сталь	Механические свойства (не меиее)				
	Предел теку- чести ат, кгс/мм2	Предел проч- ности cfb, кгс/мм2	Относи- тельное удлине- ние б6, %	Относи- тельное сужение Ф, %	Ударная вязкость °Н' кгс-м/см8
15Л		20	40	24	35	5
20Л		22	42	22	35	5
25Л		24	45	19	30	4
20ГЛ 		30	55	18	25	5
20ФЛ 		30	55	18	35	5
ЗОГСЛ		35	60	14	25	3
20Г1ФЛ		• 35	55	17	25	5
32Х06Л		45	65	10	20	5
Углеродистая (ТУ 3-779—73)	25	42	20	—	5
деталей и узлов внутреннего оборудования вагонов. Эти материалы
применяют также при изготовлении котлов цистерн для транс-
портирования концентрированной азотной кислоты и других
агрессивных грузов, перевозки пищевых продуктов (в частности,
молока), а также при изготовлении изотермических вагонов для
внутренней обшивки кузовов вагонов.
Механические свойства используемых в вагоностроении алю-
миниевых деформируемых сплавов приведены в табл. 15. Из ли-
тейных алюминиевых сплавов в вагоностроении наибольшее при-
менение нашли алюминий-кремниевые сплавы Ал9 и АлЗ
(ГОСТ 2685—75), обладающие высокими литейными свойствами
и коррозионной стойкостью.
Алюминиевые сплавы по сравнению с углеродистыми и низко-
легированными сталями обладают многими преимуществами, наи-
более важными из которых для вагоностроения являются малая
масса (почти в 3 раза меньшая, чем для стали), достаточно высокие
механические свойства и коррозионная стойкость. Возможность
изготовления из алюминиевых сплавов профилей практически
любой конфигурации позволяет создавать легкие и надежные кон-
струкции вагонов, значительно снизить их массу тары и увеличить
грузоподъемность. Определенным недостатком алюминиевых спла-
вов, препятствующим широкому внедрению в вагоностроение,
является их относительно высокая стоимость. В перспективе
расширение применения алюминия и его сплавов для вагонострое-
ния несомненно.
Окраска вагонов. Антикоррозионная защита металлокон-
струкций вагонов имеет важное значение в связи с особенностями
условий их эксплуатации (использование вагонов в различных
климатических зонах с большими перепадами температур и влаж-
ности, воздействие атмосферы индустриальных районов и пр.).
73
Таблица 15
Сплав (ГОСТ 4784—65, ГОСТ 8617—75 и ГОСТ 12592—67)	Шифр состояния поставки *	Механические свойства (не менее)		
		Предел проч- ности ств, кгс/мм2	Предел теку- чести ат, кгс/мм2	Относительное удлинение бб, %
АД	м	6			20
АМц	п	15			5
АМц	м	9	—	18
АМг2	м	17			16
АМгЗ	м	19	8	15
АМг5	м	28	13	15
АМгб	м	32	16	15
АМгб	н	38	28	6
АВ	т	18			14
АВ	Т1	30	23	8
АДЗЗ	Т1	25	21	6
1915	м	28	18	12
1915	т	35	22	10
1915	Т1	38	25	8
* П — полунагартованное состояние; Н — иагартованное состояние; М — ото-
жженное состояние; Т — закалка и естественное старение; Т1 — закалка и искусственное
старение (ГОСТ 12592 — 67).
Надежность антикоррозионной защиты во многом зависит от ка-
чества и номенклатуры лакокрасочных материалов. Большое
внимание в вагоностроении уделяется также внедрению прогрес-
сивной техники окраски, обеспечивающей экономию лакокрасоч-
ных материалов, а также повышающей качество окраски и про-
изводительность труда.
Пассажирские и грузовые магистральные вагоны окрашивают
в соответствии с ГОСТ 12549—67 и ГОСТ 7409—73. ГОСТ 12549—67
распространяется на окраску строящихся и подвергающихся за-
водскому ремонту цельнометаллических пассажирских, почтовых,
багажных вагонов, вагонов-ресторанов, вагонов-электростанций
и вагонов электропоездов. ГОСТ 7409—73 распространяется на
строящиеся и подвергаемые заводскому ремонту универсальные
грузовые вагоны, крытые, полувагоны и платформы. Наружную
поверхность вагонов-цистерн окрашивают химически стойкой
эмалью ХВ-785 (ГОСТ 7313—75) по предварительно загрунтован-
ной поверхности.
Неметаллические материалы. Для отделки внутренних помеще-
ний пассажирских вагонов, вагонов электропоездов и дизель-
74
поездов, вагонов метро и др. применяют самые разнообразные ма-
териалы, которые можно разделить на отделочные, тепло- и звуко-
изоляционные, конструкционные и пр. Для облицовки стен, пере-
городок, потолков рекомендован трудновоспламеняемый бумажно-
слоистый пластик, для покрытия полов — поливинилхлоридный
линолеум, для внутренней обшивки стен и облицовки потолков —
трудновоспламеняемые или огнестойкие древесно-волокнистые
плиты и т. д. В качестве теплоизоляционного материала наиболь-
ший интерес для вагоностроения представляют пенополиуретаны,
так как они позволяют осуществлять теплоизоляцию кузова ва-
гона наиболее прогрессивными способами — напылением или за-
ливкой.
Для теплоизоляции крыши, а также труб отопления, прохо-
дящих за потолочной обшивкой, рекомендовано негорючее супер-
тонкое базальтовое волокно, выпускаемое в виде матов, облада-
ющих высокой термовиброустойчивостью и низкой гигроскопич-
ностью. В качестве гидроизоляции кузова и гидрозащиты тепло-
изоляционных материалов рекомендован полимерный пленочный
материал.
Широкое распространение в вагоностроении получил пенопо-
листирол, применяемый для производства пенопласта. Пенопласты
на основе полистирола с порообразующими компонентами обладают
небольшой плотностью, высокими тепло- и звукоизоляционными
свойствами, химической стойкостью и водостойкостью, а при вне-
сении специальных добавок — пониженной горючестью. Наи-
более распространенными являются пенополистиролы ПСБ и
ПСБ-С.
Применение в вагоностроении деталей из древесины хвойных
и лиственных пород и древесных материалов обусловлено
ГОСТ 3191—75. Детали, по условиям эксплуатации которых тре-
буется предохранение их от гниения и возгорания, подвергают
глубокой пропитке или покрытию антисептиками и антипиренами.
В зависимости от назначения и конструктивных особенностей
узлов и деталей вагонов влажность древесины должна составлять
15—25%. Для изготовления вагонов применяют дуб, ясень, ли-
ственницу, бук, березу, сосну, ель, ольху, пихту, а также фанеру
ФСФ (ГОСТ 3916—69), плиты столярные (ГОСТ 13715—68),
плиты древесно-стружечные (ГОСТ 10632—70), плиты фанерные
(ГОСТ 8673—68), пластики древесные слоистые (ГОСТ 13913—68),
плиты древесно-волокнистые (ГОСТ 8904—66 и ГОСТ 4598—74)
и фанеру декоративную (ГОСТ 14614—69).
Также широко в вагоностроении применяют резину. Способ-
ность к высокоэластичной деформации и высокая усталостная
прочность резины сочетаются с другими ценными техническими
свойствами: износостойкостью, прочностью на разрыв и удар,
газо-, воздухо-, водонепроницаемостью, маслостойкостью и др.,
а также высокой способностью к поглощению энергии. Благодаря
указанным свойствам резину применяют в основном в качестве
75
Таблица 16
Наименование			Рабочая среда	Резина (ТУ 38.005.204—71)
Уплотнения единений	неподвижных	со-	Воздух, вода	7-1847 13305 7-6721 7-2959
Уплотнения люков	дверей, окон	и	Воздух, вода, слабые растворы кислот и ще- лочей	7-2462 7-6721 6190
Уплотнения нений	подвижных соеди-		Воздух, смазка, горячая вода	7-3508 7-Н-26-16 7-В-14
Амортизаторы и силовые тали, работающие под грузкой		де- на-	Воздух, вода, капельки масла и топлива	7-1847 7-3681 7-6721 7-2959 7-2462 7-4985 7-3826 7-8470
Защитные детали, чехлы, жухи		ко-	Воздух, вода	7-6721 7-2959 7-3687 6190
амортизирующих устройств в элементах рессорного подвешивания
и поглощающих аппаратов автосцепок, для упругой связи эле-
ментов тележек, в качестве уплотнителей, манжет, прокладок
в тормозной системе, роликовых буксах, оконных дверных прое-
мах, подрезиненных колесах вагонов метро и трамваев и др.
Марки резины, применяемой для деталей и узлов вагонов неко-
торых типов, приведены в табл. 16.
§ 9. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ВАГОНОВ
Помимо требований, обеспечивающих вписывание вагонов в га-
барит, их необходимую прочность и ходовые качества, теплотех-
нические характеристики и комфортно-гигиенические условия
перевозок и т. п., при проектировании к вагонам предъявляют
и специфические дополнительные требования.
Важнейшее значение имеет правильный выбор параметров
тормозных устройств вагонов. Конкретные требования к тормоз-
76
ному оборудованию определяются техническим заданием на про-
ектирование и исходят из предполагаемых условий эксплуатации
вагона. При этом должны обеспечиваться необходимое тормозное
замедление и тормозной путь, а также плавность процесса тормо-
жения и надежность работы тормозных систем. Действующие рас-
четные нормы тормозного пути вагонов при экстренном торможении
приведены в табл. 17.
Для вагонов магистрального, пригородного и городского рель-
сового транспорта среднее (расчетное) замедление при торможении
до остановки обычно принимают равным 1,2—1,3 м/с2. Более
высокие значения замедления (как и ускорения при разгоне поезда)
недопустимы для обычного подвижного состава по соображениям
комфорта, эргономики и безопасности стоящих пассажиров и об-
служивающего персонала. При экстренном (аварийном) тормо-
жении максимальное реализуемое замедление перед остановкой
может быть выше (до 1,5—2,0 м/с2). Следует учитывать, что при
тормозных системах, основанных на использовании сцепления
колес с рельсами, реализуемое тормозное замедление /т в относи-
тельных единицах (долях ускорения свободного падения) не может
превышать коэффициента сцепления колес с рельсами, так как
/т < ЯМ?, гДе Я’к — коэффициент сцепления; g — ускорение сво-
бодного падения.
Указанное ограничение определяет интерес к тормозным си-
стемам, не зависящим от сцепления колес с рельсами. Наибольшее
применение из таких систем пока получили магнитно-рельсовые
колодочные тормоза. Значительный интерес представляет приме-
нение линейного двигателя, а также рельсового электрического
тормоза, использующего эффект вихревых токов. Исследования
в этих направлениях проводят сейчас в СССР и во многих других
странах мира. На специальном скоростном подвижном составе,
очевидно, можно применять также и аэродинамические тормоза.
Тормозные системы вагонов должны также удовлетворять опре-
Т а б л и ц а 17
Подвижной состав и тип тормоза	Скорость движения, км/ч	Тормозной путь, м (не более)
Грузовые и рефрижераторные поезда с пневматиче-		1500
скими тормозами 	 Рефрижераторные поезда с пневматическими тор-	90	
мозами (пассажирский режим)	 Пассажирские поезда с тормозами:	120	1300
пневматическими (пассажирский режим) . . .	120	1300
электропневматическими 		140	1300
Поезда метро с комбинированными тормозами . . .	160	1700
	90	250
Трамваи с комбинированными тормозами ....	30	16
77
деленным требованиям, обеспечивающим допускаемые продольные
силы при движении поезда (см. гл. IV).
Безопасная эксплуатация подвижного состава на линиях желез-
ных дорог невозможна без соответствующих определенным тре-
бованиям ударно-тяговых и соединительных устройств. На под-
вижном составе (за исключением трамваев) применяют наиболее
прогрессивные устройства — автосцепку. Автосцепное оборудова-
ние вагонов в значительной мере унифицировано (см. гл. V).
Одно из специфических требований, связанных с конструкцией
автосцепного оборудования и линейными параметрами вагона, —
требование обеспечения возможности сцепления вагонов и про-
хождения ими кривых участков пути. Выполнение этих тре-
бований проверяют расчетом по методике Ю. А. Хапилова, при-
веденной в нормах расчета и проектирования вагонов. Норматив-
ные требования по выбору расчетных радиусов кривых назначены
с учетом заданных условий эксплуатации вагонов, поэтому они
различны для грузовых и пассажирских вагонов. Более того, гру-
зовые вагоны в данном отношении принято делить на две группы;
I — грузовые вагоны общесетевого обращения, предназначен-
ные для эксплуатации без ограничений на всей сети железных
дорог МПС, включая сортировочные горки; их пропускают также
по путям промышленного транспорта.
II — грузовые вагоны и специальные транспортные средства
(транспортеры, путевые машины и др.), отличающиеся увеличен-
ными размерами и предназначенные для эксплуатации преимуще-
ственно на путях МПС; их пропускают через сортировочные горки
и по путям промышленного транспорта только при отсутствии
соответствующих запрещений.
Автоматическая сцепляемость грузовых вагонов группы II
и пассажирских проверке не подлежит, так как их сцепляют под
обязательным контролем сцепщика или другого работника. Не-
обоснованное отнесение проектируемого вагона к I и II группам
может привести к неоправданному усложнению конструкции
вагона, снижению унификации деталей автосцепного оборудования
и к соответствующим экономическим потерям.
У вновь проектируемых грузовых вагонов проверяют соот-
ветствие линейных параметров и конструкции требованиям про-
хода без саморасцепа по сортировочной горке с «переломом» про-
филя 55°/00 между плоскостями подъема и спуска, сопряженными
вертикальными кривыми радиусами 350 и 250 м. Вагон и его авто-
сцепное устройство необходимо дополнительно проверить на устой-
чивость против выжимания из колеи продольными сжимающими
силами, возникающими в поезде. В связи с эксцентричностью
действия продольных сил возникают поперечные составляющие
(в боковом и вертикальном направлениях), которые и создают
возможность выжимания вагона. Как показали исследования
С. В. Вершинского, опасность выжимания вагона продольными
силами может возникать при различных режимах ведения по-
78
ездов — регулировочных и остановочных торможениях, осажи-
ваниях состава и т. д. Действующими нормами рекомендовано
проверять конструкцию на выжимание для случая прохождения
вагоном кривой R = 250 м при сжимающих продольных силах
N = 50 тс (порожний четырехосный вагон) и N = 100 тс (гру-
женый четырехосный и порожний восьмиосный вагоны).
Отметим, что проблема повышения устойчивости вагонов их
выжиманию в тяжеловесных поездах еще полностью не решена.
Согласно расчетам (и опытным данным) полностью загруженный
четырехосный грузовой вагон может быть выжат из рельсовой
колеи при сжимающей продольной силе 100—120 тс, тогда как
в поездах весом 6—10 тыс. тс продольные силы при экстренных
торможениях могут достигать 200—250 тс и более. Важнейшее
значение имеет характер и длительность действия продольных
сжимающих сил в поезде, чему и посвящены продолжающиеся
исследования. Одно из мероприятий, повышающих устойчивость
колесной пары в рельсовой колее, — увеличение угла наклона
поверхности гребня колеса к горизонтали. Например, при уве-
личении этого угла с 60° (современные стандартные колеса) до
65—70° запас устойчивости при прочих равных условиях повы-
сится на 25—60%.
При проектировании вагонов, кроме расчетных схем нагру-
жения, соответствующих эксплуатационной работе, необходимо
учитывать типовые усилия и схемы действия сил, характерные
для ремонтных операций. Например для несамоходных вагонов
магистральных железных дорог в качестве основных расчетных
режимов при ремонте принимают следующие: подъемку груженого
кузова за оба конца одной шкворневой балки; подъемку порож-
него кузова за одну концевую балку или за концы шкворневых
балок, расположенные по диагонали вагона; подъемку груженого
кузова за один конец одной шкворневой балки для смены боко-
вого скользуна или рессорного комплекта. Проектируя крыши
пассажирских и грузовых вагонов, рассчитывают их конструкцию
(дополнительно к основным расчетным режимам) на случай дей-
ствия двух вертикальных сил по 100 кгс каждая, распределенных
на площадке 20 х 20 см и приложенных на расстоянии 50 см одна
от другой в любой зоне крыши. Это требование обусловлено не-
обходимостью работы на крыше вагона обслуживающего персо-
нала или ремонтных рабочих. На всех вагонах предусматривают
места или устройства для подъемки кузова домкратами.
Элементы вагона и подвесного оборудования проектируют
с учетом недопустимости значительных амплитуд резонансных
колебаний при эксплуатации в интервале всех возможных скоро-
стей движения (вплоть до конструкционной) и применении типо-
вых средств погрузки—выгрузки. Для снижения уровня дей-
ствующих на элементы вагона динамических вибрационных сил
от несбалансированных масс вращающихся частей привода и вспо-
могательных машин (ГОСТ 12327—66 и ГОСТ 16921—71) уста-
79
новлены достаточно жесткие нормы допускаемых остаточных
неуравновешенностей (дисбалансов).
При проектировании пассажирских вагонов локомотивной
тяги, вагонов электропоездов, дизель-поездов и метрополитена
для обеспечения повышенной плавности их хода частота первого
тона изгибных колебаний кузова в вертикальной плоскости не
должна совпадать с собственной частотой колебаний подпрыги-
вания кузова на центральном подвешивании и рамы на буксовом
подвешивании. Частота первого тона, как правило, должна быть
не менее 8 Гц. Указанное ограничение установлено в результате
исследований воздействия колебаний и вибраций на человеческий
организм, показавших, что частоты 5—7 Гц являются особо не-
благоприятными. Для предварительной оценки собственная ча-
стота изгибных колебаний кузова (Гц)
'’«“ДГтг-	<35>
где k — коэффициент (для стальных кузовов магистральных ва-
гонов k = 2,3-э-2,5, а для вагонов метро k — 1,6-ь 1,8); L — длина
кузова; Е — модуль упругости материала кузова; J — момент
инерции среднего сечения кузова (по окну); т — погонная масса
кузова.
У кузовов новой конструкции экспериментально проверяют
собственную частоту изгибных колебаний. Особое значение имеет
вопрос обеспечения изгибной жесткости при создании облегчен-
ных кузовов скоростного подвижного состава, особенно при про-
ектировании кузова из высокопрочных алюминиевых сплавов.
В последнее время проблема обеспечения изгибной жесткости
кузова приобретает остроту и для некоторых специализированных
грузовых вагонов (двухъярусный вагон для перевозки легковых
автомобилей, платформа для большегрузных контейнеров и т. д.),
имеющих увеличенные размеры.
Для обеспечения нормальной работоспособности и эксплуата-
ционной долговечности контактирующих деталей и соответствую-
щих устройств вагонов ограничивают удельное давление на взаи-
модействующих поверхностях этих элементов. При проектиро-
вании удельное давление выбирают в зависимости от твердости,
прочности и фрикционных свойств материала, скорости относи-
тельного перемещения поверхностей, условий работы, требуемой
или установленной периодичности ремонтов, замены деталей
и т. д.
Важное значение для обеспечения безопасности движения имеет
правильное проектирование связи кузова вагона с тележками.
Для вагонов магистральных железных дорог детали крепления
пятника (и подпятника) рассчитывают на срез от продольной
нагрузки, равной (не менее) 12-кратному весу тележки (для че-
тырехосных вагонов) и девятикратному весу тележки (для восьми-
осных вагонов). Для вагонов пригородных электропоездов это
80
усилие принимают равным (не менее) трехкратному весу тележки
с установленными элементами привода, а для вагонов метрополи-
тена и трамвая — двукратному весу тележки.
Все вагоны магистральных железных дорог оборудуют под-
ножками и поручнями для составителей поездов. На пассажирских
вагонах, имеющих поручни и открытые ступени для входа и вы-
хода пассажиров, специальные подножки и поручни для соста-
вителей не устанавливают. На всех вагонах предусматривают
кронштейны для установки нижнего сигнального фонаря. Уни-
версальные крытые грузовые вагоны общего назначения снабжают
несъемными приспособлениями для перевозки людей и постоян-
ными разделками для печных труб. Конструкция дверей и люков
этих вагонов должна предотвращать попадание внутрь вагона
атмосферных осадков и искр, а также исключать возможность
хищения груза.
Универсальные платформы общего назначения снабжают при-
способлениями для закрепления бортов в опущенном состоянии,
а также кольцами и скобами для крепления грузов. Основные
размеры (длину и ширину) платформы увязывают с размерами
контейнеров и габаритными размерами распространенных грузов.
Торцовые борта платформ проектируют открывающимися в фик-
сированное горизонтальное положение. При этом опорные крон-
штейны бортов и сами борта обеспечивают погрузку с торца тех-
ники на колесах. Конструкция платформы допускает перевозку
тяжелых сосредоточенных грузов, величина которых была уста-
новлена в техническом задании на проектирование.
При проектировании саморазгружающихся вагонов преду-
сматривают гладкие и плоские поверхности скольжения груза,
обеспечивают минимальную площадь поверхностей, препятствую-
щих свободной выгрузке груза. Вагоны, предназначенные для
разгрузки на вагоноопрокидывателях, не должны иметь деталей,
препятствующих нормальному контакту опорных поверхностей
кузова и захватов вагоноопрокидывателя, а также деталей, выпа-
дающих при опрокидывании. Несущую конструкцию таких
вагонов рассчитывают на усилия, возникающие при разгрузке
на вагоноопрокидывателе.
Детали и элементы тормоза, рессорного подвешивания, под-
вагонного генератора и т. п., закрепленные на раме тележки, про-
ектируют с устройствами, ограничивающими колебания и пре-
дохраняющими их от падения на путь при поломке. Конструкцию
и прочность этих устройств определяют с учетом массы предохра-
няемого элемента и условий эксплуатации. Обычно предохрани-
тельные устройства рассчитывают на нагрузку, равную двукрат-
ному весу предохраняемого элемента, или на максимальное экс-
плуатационное усилие, действующее на это устройство.
Конструкция тормозных резервуаров и других сосудов (в том
числе котлов специализированных цистерн), находящихся в экс-
плуатации под рабочим давлением, должна удовлетворять соот-
81
ветствующим требованиям Госгортехнадзора. Расчеты этих кон-
струкций выполняют в соответствии с ГОСТ 14249—73.
В связи с ограниченностью внутреннего объема пассажирского
вагона большое значение имеет рациональная планировка его
внутренних помещений. Основная задача конструктора при этом
заключается в наиболее экономичном обеспечении максимальных
удобств пассажирам и обслуживающему персоналу. Основные
минимальные размеры внутренних элементов оборудования пас-
сажирских вагонов, принимаемые в практике отечественного ваго-
ностроения, следующие (в мм, не менее):
Ширина четырехместного купе вагонов:
жестких.............................................1770
мягких .............................................1910
Ширина двухместного купе	мягких вагонов...............1350
Длина спальных мест вагонов:
некупейных .........................................1750
купейных ...........................................1900
Ширина спальных мест.................................... 580
Ширина диванов для сидения............................... 450
Высота от пола до сидения................................ 430
Ширина продольных проходов в вагонах:
некупейных ......................................... 580
купейных ............................................ 800
Ширина одностворчатых дверей:
входных наружных.................................... 700
дверей купе ........................................ 650
дверей вспомогательных помещений.................... 580
Ширина входных многостворчатых дверей вагонов:
метро ..............................................1200
пригородных электропоездов ..........................1000
трамвая.............................................1100
Высота дверей вагонов магистральных железных дорог 1900
Высота дверей вагонов метро и трамвая....................1820
Особое внимание при проектировании вагонов, отработке и
совершенствовании их конструкции необходимо уделять вопросам
обеспечения эксплуатационной надежности. Отраслевой стандарт
ОСТ 24.050.11—70 (Вагоны. Термины по надежности) определяет
надежность вагона (его систем, узлов и деталей) как свойство
вагона выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуата-
ционные показатели в заданных пределах в течение требуемого
срока эксплуатации или наработки. При этом под заданными
функциями понимают способность вагона выполнять перевозоч-
ную работу при обеспечении безопасности движения, сохранно-
сти перевозимых грузов или создания необходимого комфорта.
Состояние вагона, при котором он, в данный момент времени,
обеспечивает выполнение заданных функций с параметрами, уста-
новленными технической документацией, называют работоспо-
собностью. Надежность вагона (его узлов, агрегатов и отдельных
элементов) обусловливается показателями — безотказностью,
долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.
82
Безотказность вагона — это его свойство сохранять работо-
способность в течение выбранной наработки без вынужденных
перерывов. Безотказность вагона в целом, а также его ремонти-
руемых узлов, агрегатов и деталей характеризуется такими по-
казателями, как наработка на отказ, параметр потока отказов,
вероятность безотказной работы. Для перемонтируемых узлов
или деталей применяют следующие показатели: вероятность без-
отказной работы, интенсивность отказов и среднее время безотказ-
ной работы.
Свойство вагона сохранять работоспособность до предельного
состояния с необходимыми перерывами для технического обслу-
живания и ремонтов называют долговечностью. При этом под
предельным состоянием понимают разрушение или изменение
параметров вагона, оговоренных в технической документации,
экономическую и моральную нецелесообразность продолжения
эксплуатации и т. д. Показателями долговечности служат ресурс
и срок службы. Различают нормируемый (расчетный) ресурс
вагона (узла, элемента) и фактический ресурс, определяемый
по данным эксплуатации как наработка вагона до предельного
состояния, оговоренного в технической документации. Следует
стремиться к тому, чтобы срок службы вагона (узла, элемента)
был близок к оптимальному, при котором достигается наибольший
экономический эффект.
Под ремонтопригодностью вагона понимают свойство, заклю-
чающееся в приспособленности конструкции вагона (узла, агре-
гата, детали) к предупреждению, обнаружению и устранению
неисправностей и отказов при регламентированной последова-
тельности технического обслуживания и ремонта. Под устране-
нием отказов и неисправностей понимают восстановление работо-
способности вагона и улучшение его эксплуатационных показа-
телей. Ремонтопригодность вагона характеризуют также простоем
в ремонте и коэффициентом стоимости ремонтов. Сохраняемость
вагона — свойство сохранять (обеспечивать) обусловленные экс-
плуатационные показатели в течение установленных режимов
отстоя и транспортирования и после них. Требования к сохраняе-
мости вагона предусматривают в технической документации.
При этом конкретным показателем служит средний срок сохра-
няемости.
Методы расчета и определения конкретных количественных
показателей надежности вагонов необходимо основывать на теоре-
тических положениях математической статистики и теории вероят-
ности. Серьезный подход к решению вопросов надежности в вагоно-
строении возможен только на основе комплексного учета теорети-
ческих положений и практической необходимости, согласования
требований к конструкции и технологии изготовления вагонов,
к правилам эксплуатации и ремонта. Решать вопросы надежности
можно лишь в результате систематического изучения и анализа
фактической информации о неисправностях и отказах вагонов.
83
ВНИИВ и ЦНИИ МПС при участии проектно-конструкторского
бюро ЦВ МПС и заводов разработали перечни нормируемых пока-
зателей надежности вагонов, унифицирующие минимум обязатель-
ных требований к показателям надежности вагонов, их узлов
и элементов, которые необходимо предусматривать в технической
документации на вновь проектируемые вагоны. Например, для
грузовых вагонов магистральных железных дорог рекомендуются
нормативы безотказности, приведенные в табл. 18.
Надежность вагона (как сложной технической системы) опре-
деляется надежностью его составных частей и характером взаимо-
действия этих частей в конструкции. Известно, что общая (схем-
ная) надежность технической системы, состоящей из последова-
тельно (в смысле надежности) включенных структурных частей,
характеризуется произведением функций их надежности. По-
скольку вагон практически является системой без резервирова-
ния, задачу повышения вероятности его безотказной работы ре-
шают повышением надежности составляющих структурных ча-
стей. При этом наиболее выгодный путь — повышение надежно-
сти наиболее «слабого» (наименее надежного) структурного эле-
мента конструкции. Важной задачей конструкторов и научных
работников отрасли вагоностроения является систематический
анализ возможностей повышения надежности вагонов, разработка
и реализация соответствующих технических мероприятий. Эти
мероприятия необходимо экономически обосновать и согласовать
с заказчиком, так как во многих случаях повышение надежности
обусловливает увеличение трудоемкости постройки вагона и его
стоимости, а следовательно, вызывает необходимость корректи-
ровки оптовой цены.
Таблица 18
Наименование	Конструкция					
	Крытый вагон		Полувагон		Платфор- ма	Цис- терна
Обшивка кузова	Метал-	Дере-	Метал-	Дере-	Металлическая	
Частота поступления в текущий ремонт (не более): в первый год экс- плуатации	лическая 0,278	вянная 0,394	лическая 0,380	вянная 0,554	0,292	0,362
во второй год экс- плуатации	0,304	0,424	0,426	0,603	0,318	0,399
Вероятность безотказ- ной работы (не ме- нее): в первый год экс- плуатации	0,756	0,677	0,684	0,577	0,748	0,698
во второй год экс- плуатации	0,741	0,657	0,650	0,549	0,726	0,670
84
Вероятность
безотказной
работы
(не менее)
0,97
0,97
0,95
0,98
0,95
0,85
0,85
0,80
0.98
По соображениям безопасности движения особое внимание
следует уделять обеспечению требований к надежности ходовых
частей, тормозов и автосцепного оборудования вагонов. Ниже
приведены рекомендуемые показатели безотказности некоторых
ответственных узлов и элементов грузовых вагонов по критерию
установленного предельного состояния в пределах назначенного
ресурса.
Наименование
Боковая рама тележки..........................
Надрессорная балка............................
Ось колесной пары.............................
Хребтовая балка рамы..........................
Несущие металлоконструкции кузова ............
Головка автосцепки ...........'...............
Тяговый хомут.................................
Поглощающий аппарат...........................
Буксовые роликоподшипники.....................
При разработке технической документации необходимо разли-
чать понятия ресурса (срока службы) вагона и гарантийной на-
работки (срока гарантии). Следует учитывать, что срок гарантии
это не технический показатель качества изделия, а коммерческо-
юридическая характеристика условий его поставки. При обосно-
вании (выборе) гарантийных сроков исходят из того, что гарантий-
ные обязательства изготовителя не могут распространяться на
период, превышающий установленный срок эксплуатации до
первого планового ремонта.
Большое значение при проектировании пассажирских вагонов
имеют вопросы технической эстетики. Требования и критерии
технической эстетики необходимо использовать при разработке
конструкции, прогнозировании, комплексной оценке и сравни-
тельной экспертизе качества вагонов. Эти требования следует
включать в стандарты и нормативно-техническую документацию.
Тщательная и квалифицированная художественно-конструктор-
ская проработка позволяет получить конструкцию с максималь-
ными удобствами при минимальных дополнительных затратах.
При проектировании вагонов и их узлов необходимо уделять
серьезное внимание вопросам технологии изготовления. Кон-
струкция должна быть технологически осуществимой, при ее
разработке должны быть учтены свойства применяемых материа-
лов, возможное оборудование и современные методы организации
производства. Принятые конструкторские решения должны соот-
ветствовать наиболее рациональным способам изготовления для
обеспечения высокого качества и надежности изделия при воз-
можно меньшей трудоемкости и экономном использовании мате-
риалов. В процессе создания и отработки новых конструкций
вагонов необходимо одновременно отрабатывать и технологию
их производства.
85
§ 10. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И УНИФИКАЦИЯ В ВАГОНОСТРОЕНИИ
Вагоностроение в СССР является крупносерийным и даже
массовым видом машиностроительного производства. Например,
ежегодно производится 70—75 тыс. грузовых вагонов. Производ-
ство таких элементов вагонов, как колесные пары, детали авто-
сцепного устройства, тормозные приборы и т. д., измеряется
сотнями тысяч штук в год. В эксплуатации на железных дорогах
страны находятся сотни тысяч вагонов, для обеспечения нормаль-
ной работы которых необходима систематическая поставка зна-
чительного количества запасных частей.
Применение стандартизованных и унифицированных элемен-
тов, узлов и деталей в вагоностроении существенно облегчает
прогрессивную индустриальную организацию производства ва-
гонов и обеспечивает их нормальное содержание в эксплуатации,
своевременный и качественный ремонт. Для удовлетворения потреб-
ностей народного хозяйства вагоностроительная промышленность
должна обеспечивать одновременный и периодический выпуск
вагонов широкой номенклатуры. Максимальная типизация кон-
струкций, широкое применение унифицированных узлов и деталей
позволяют упростить и удешевить процесс производства, переход
на выпуск вагона другого типа и передачу производства изделий
с одного завода на другой. Стандартизация отработанных и про-
веренных конструкций способствует повышению технического
уровня и эксплуатационной надежности продукции вагонострое-
ния.
В отрасли вагоностроения разработаны и действуют Государ-
ственные стандарты на типы, параметры и технические требова-
ния к грузовым и пассажирским вагонам, вагонам городского
и промышленного транспорта, на основные ответственные узлы
и элементы вагонов: тележки, колесные пары, буксы, пятники,
тормозное оборудование и автосцепные устройства. Имеются
также государственные стандарты на комплектующее оборудование
и материалы, применяемые в вагоностроении, например на прокат-
ные и гнутые профили, пружины, деревянные детали вагонов,
аккумуляторы, провода и кабели, лампы накаливания, электри-
ческие тяговые аппараты и т. д.
Помимо Государственных стандартов, в вагоностроении раз-
работаны также отраслевые стандарты (ОСТ) на детали внутрен-
него и наружного оборудования грузовых и пассажирских ваго-
нов, крепеж и резьбы для вагонов, на нормальные линейные раз-
меры и отверстия, подножки и поручни, окраску, консервацию,
упаковку экспортных изделий и т. д. Важное значение имеют
отраслевые стандарты (нормативно-методического характера) на
термины в вагоностроении, требования технической эстетики
к вагонам, надежность (термины), на методики сбора необходимых
данных, обработки, расчета показателей надежности, определения
коэффициента теплопередачи, плавности хода вагонов, на вели-
86
чину подпора воздуха в вагонах, допустимые уровни шума и т. д.
Всего в вагоностроении действует более 120 государственных стан-
дартов и 80 сборников отраслевых стандартов и унифицирован-
ных чертежей, охватывающих более 550 наименований узлов и
деталей вагонов.
Создание перспективных конструкций, совершенствование их
параметров и обеспечение надежности выпускаемых вагонов
сопровождается соответствующими работами по стандартизации,
важнейшие направления которых следующие:
разработка и уточнение типажа и параметрических рядов для
вагонов, их узлов и деталей;
разработка и уточнение технических требований к конструк-
тивному исполнению и качеству вагонов и их узлов;
систематический пересмотр и обновление действующих стан-
дартов и технических условий (ТУ);
разработка стандартов и руководящих технических материалов
(РТМ) нормативно-методического характера.
Для обеспечения взаимозаменяемости деталей и узлов вагона
в эксплуатации и экономичности их производства необходимо
систематически контролировать и уточнять унификацию всех
основных элементов вагонов. Особое внимание, необходимо уде-
лять случаям, когда вагоны (или узлы) одного типа изготовляют
несколько заводов одновременно. В связи с технологическими
особенностями производства на разных заводах в этих случаях
часто наблюдаются тенденции к нарушению унификации кон-
струкции. Для повышения унификации и усиления ее действен-
ности в отрасли вагоностроения определены головные заводы,
ответственные за развитие и унификацию конструкций опреде-
ленных элементов вагонов, организован контроль за производ-
ством этих элементов на заводах. В отрасли вагоностроения вве-
дена единая система обозначения вагонов, в соответствии с кото-
рой каждой конструкции присвоен номер модели, что обеспечи-
вает унификацию обозначений документации и изделий отрасли
до введения общесоюзного классификатора ЕСКД.
Преимущества и эффективность стандартизации не могут быть
полными, если на базе стандартизованных и унифицированных
элементов не организовано специализированное их производство.
Поэтому производство в отрасли вагоностроения организовано
по принципу предметной и подетальной специализации. Дальней-
шее развитие специализации производства вагонов, их узлов
и элементов определяется мероприятиями по реконструкции
заводов и отдельных производств. Это позволит существенно
улучшить экономические показатели производства, повысить
качество изделий и производительность труда.
К стандартизации в вагоностроении тесно примыкает проблема
периодической аттестации качества продукции. Проведение атте-
стации вагонов регламентировано отраслевыми руководящими
материалами. Аттестацию продукции вагоностроительной про-
87
мышленности проводят через 3 года. При этом все выпускаемые
изделия аттестуют по трем категориям качества: высшей, первой
и второй.
К высшей категории качества принадлежит продукция, соот-
ветствующая или превосходящая по своим технико-экономиче-
ским показателям современные достижения отечественной и за-
рубежной науки и техники. Продукция высшей категории должна
быть конкурентоспособной на внешнем рынке, иметь повышенные
стабильные показатели качества, соответствовать стандартам
(техническим условиям), учитывающим требования международ-
ных стандартов, обеспечивать экономическую эффективность и
удовлетворять требованиям народного хозяйства и населения
страны.
К высшей категории относят ту продукцию, на которую Гос-
стандартом СССР зарегистрировано решение государственной
аттестационной комиссии и выдано свидетельство о присвоении
государственного Знака качества. Всю продукцию высшей кате-
гории качества необходимо выпускать в полном объеме плана
производства и обозначать государственным Знаком качества
(ГОСТ 1.9—67) *.
К первой категории качества принадлежит продукция, соот-
ветствующая по технико-экономическим показателям современ-
ным требованиям стандартов (технических условий) и удовлетво-
ряющая потребности народного хозяйства и населения страны.
Ко второй категории качества принадлежит продукция, не-
соответствующая по своим технико-экономическим показателям
современным требованиям народного хозяйства и населения
страны, морально устаревшая и подлежащая модернизации или
снятию с производства.
Аттестация качества продукции вагоностроения существенно
способствует повышению качества и надежности вагонов и их
узлов, что находит отражение в постоянном увеличении количе-
ства изделий, удостоенных государственного Знака качества.
В 1975 г. знак качества имели 32 изделия отрасли вагоностроения,
или 17,5% общего количества изделий, подвергнутых аттестации.
При работах по стандартизации и аттестации качества вагонов
большое значение имеет обоснованный выбор конструкций-ана-
логов, показателей надежности и гарантийных сроков. Повышение
качества продукции должно быть технически и экономически
обоснованным и обеспечивать народнохозяйственную эффектив-
ность проводимых мероприятий. Требования к конструкции ва-
гонов и их узлов, оговариваемые в стандартах и технических
условиях, должны быть необходимыми, оправданными по произ-
водственным и эксплуатационным соображениям, обусловлен-
ными соответствующими расчетами, отечественным и зарубежным
опытом эксплуатации и производства.
Глава III
ХОДОВЫЕ ЧАСТИ ВАГОНОВ
§ 11. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОНСТРУКЦИИ
ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ
Ходовые части вагона служат опорой экипажа на путь и обес-
печивают их взаимодействие в движении. От конструкции ходо-
вых частей в значительной мере зависит безопасность движения
экипажа и плавность его хода. Ходовые части всех ныне строя-
щихся вагонов выполняют в виде двух- трех- и четырехосных
тележек. Основными элементами тележек являются колесные
пары с буксовыми узлами, узлы упругого подвешивания с гаси-
телями колебаний, узел опоры кузова на тележку, тормозные
устройства и рама тележки, связывающая все ее элементы в еди-
ную конструкцию ходовой части.
Наиболее распространенными тележками грузовых вагонов
являются двухосные и четырехосные, а пассажирских вагонов —
двухосные. Тип оси определяет собой статическую нагрузку от
колесной пары на рельсы и тип подшипников — качения или
скольжения. В ближайшей перспективе в СССР все вагоны будут
выпускаться только с подшипниками качения. Это позволит су-
щественно сократить типаж осей, применяемых в вагоностроении.
Конструкция упругого подвешивания тележки определяется
в основном типом вагона. Тележки грузовых вагонов, за исклю-
чением рефрижераторных, как правило, имеют одинарное под-
вешивание центрального типа, выполненное из цилиндрических
витых пружин. Известны варианты тележек грузовых вагонов
с одинарным буксовым подвешиванием. Применение двойного
упругого подвешивания в тележках грузовых вагонов не является
оправданным из-за малой величины статического прогиба.
Тележки пассажирских, а также рефрижераторных вагонов,
выпускаемых промышленностью СССР, имеют двойное подвеши-
вание: буксовое (первичное) и центральное (вторичное). В мировой
практике вагоностроения известны конструкции тележек пасса-
жирских вагонов с одинарным (центральным) подвешиванием.
Однако широкого распространения такие тележки не находят
из-за трудностей реализации значительных величин статического
прогиба в одной ступени подвешивания и из-за существенного
увеличения массы неподрессоренных частей.
Важнейшим параметром ходовых частей вагона является гиб-
кость подвешивания или статический прогиб под расчетной
89
нагрузкой. Эти параметры ходовых частей в значительной мере
характеризуют динамические качества экипажа. Гибкость под-
вешивания определяют в зависимости от требуемых ходовых ка-
честв вагона, габаритных и весовых ограничений и допустимой
разницы статических прогибов подвешивания под нагрузкой
веса тары и брутто.
Вес тележки является одним из основных параметров ходовых
частей вагона. Для тележек грузовых вагонов, производимых
в СССР, этот параметр стандартизован и не должен превышать
4700 кгс. Масса тележек в таре вагона составляет около 40%,
поэтому при проектировании новых тележек стремятся к сниже-
нию их массы благодаря более рациональной конструкции те-
лежки в целом и ее узлов, а также применению для их изготовле-
ния сталей повышенной прочности.
База тележки также стандартизована и у тележек, производи-
мых в СССР, принята равной для грузовых вагонов не менее
1800 мм (ГОСТ 9246—70), а для пассажирских — не менее
2400 мм (ГОСТ 10527—70). От величины базы зависят многие
другие размеры тележки и ее узлов и, в частности, рамы. Размеры
базы, принятые для производимых в СССР тележек, достаточно
рациональны. Увеличение базы тележки обычно приводит к ее
утяжелению и возрастанию моментов инерции, а уменьшение —
к некоторому ухудшению ходовых качеств вагона и затруднению
размещения деталей и узлов тормоза на тележке, а также доступа
к ним при обслуживании в эксплуатации.
Конструкция тележек в значительной мере зависит от принятой
технологии их производства. Основные узлы тележек грузовых ва-
гонов, производимых в СССР, (боковые рамы, надрессорные балки)
литые из низколегированной стали. Мировой практикой уста-
новлено, что боковые рамы и надрессорные балки тележек гру-
зовых вагонов традиционно являются изделиями сталелитейного
производства, хотя известны их конструкции со штампосварными
и сварнолитыми рамами. Рамы тележек пассажирских вагонов,
производимых в СССР, сварные из листовых, штампованных и гну-
тых элементов.
§ 12. КОЛЕСНЫЕ ПАРЫ И БУКСОВЫЕ УЗЛЫ
Колесные пары с буксовыми узлами являются наиболее ответ-
ственными элементами ходовых частей вагона. В практике вагоно-
строения применяют колесные пары с буксовыми узлами на под-
шипниках качения и на подшипниках скольжения. Впредь все
вагоны, как пассажирские, так и грузовые, будут выпускаться
только на подшипниках качения, поэтому мы далее рассматриваем
колесные пары только на подшипниках качения.
Типы и основные размеры колесных пар для вагонов, произ-
водимых в СССР, технические требования к колесным парам, мар-
кировка, транспортирование и хранение, а также гарантии изго-
90
рис. 10. Основные размеры колесной
пары (D — диаметр по кругу ката-
ния)
товителя определены ГОСТ
4835—71. Для вагонов но-
вого производства этим
ГОСТом установлено два ти-
па колесных пар (рис. 10):
РУ-950 и РУ 1-950 под под-
шипники качения. Колесные
пары обоих типов унифицированы
и их используют как для грузовых, так и для пассажирских
вагонов.
Колесную пару РУ-950 применяют с подшипниками качения,
имеющими наружный диаметр 280 мм, а колесную пару РУ 1-950-
подшипниками, имеющими наружный диаметр 250 мм. Для
вагонов нового производства шире применяют колесную пару
РУ1-950.
Помимо колесных пар, предусмотренных ГОСТ 4835—71,
в практике вагоностроения применяют нестандартные колесные
пары для некоторых типов вагонов промышленного транспорта
и для опытных вагонов, а также моторные колесные пары для
вагонов электропоездов и дизель-поездов. Такие колесные пары
изготовляют по чертежам и техническим условиям, утвержденным
в установленном порядке.
Элементами колесной пары являются ось, колеса и буксовые
узлы. Ось колесной пары — наиболее ответственная деталь
ходовых частей вагона. Конструкция оси, ее материал и техноло-
гия производства строго регламентированы. Размеры и конструк-
цию оси определяют в зависимости от величины допускаемой
нагрузки, типа подшипника, применяемого в буксовом узле,
и назначения колесной пары (с тяговым приводом или без него,
с типовым колодочным или с дисковым тормозом и т. д.).
В колесных парах грузовых и пассажирских вагонов в основ-
ном применяют ось РУ1 (унифицированная роликовая под под-
шипники качения), размеры которой (рис. 11) следующие:
<Л	d2
Номи- 130	165
нальный
размер,
мм
Допуск,	+0,052 +0,2
мм	+0,025 +0,1:
d2 dl li lz
194	165	176	76
+6	+1
—0,5 +5 —0,5 ±1
/3 Li L2 L3
265 2294 2036 1836
+1
-	+3	-	±1
У осей РУ1 различают конструктивное выполнение концевых
частей в зависимости от способа крепления подшипников. Ось
с креплением подшипников гайкой имеет резьбовой конец (резьба
Ml 10x4) и торцовый паз с двумя резьбовыми отверстиями
(резьба Ml2) для стопорной планки и ее крепления. Ось с крепле-
91
нием подшипников шайбой имеет на торце три отверстия с резь-
бой М20 для крепящих болтов. Ось под подшипники с креплением
шайбой имеет меньшую длину по сравнению с осью под подшип-
ники с креплением гайкой, и ее производство менее трудоемко.
Все оси, кроме осей моторных вагонов, изготовляют из угле-
родистой стали Ос. В (ГОСТ 4728—72). Оси моторных вагонов
электропоездов изготовляют из углеродистой стали Ос. Л
(ГОСТ 4728—72). Химический состав (в %) стали для осей ваго-
нов следующий:
Сталь	С	Мп	Si
Ос. В........................... 0,38—0,47	0,50—0,80
Ос. Л........................... 0,42—0,50	0,60—0,90	0,15—0,35
Сталь	Р S Cr Ni Си
Ос. В н Ос. Л...........<0,040	<0,050	<0,30	<0,30	<0,25
Оси изготовляют (ГОСТ 4008—72) коваными или штампо-
ванными. По соглашению между изготовителем и заказчиком
можно изготовлять оси поперечно-винтовой прокаткой. После
ковки, штамповки или прокатки оси подвергают нормализации
или нормализации с дополнительным отпуском. Правка оси до-
пустима только в горячем состоянии. Температура в конце правки
не должна быть ниже 600° С.
Механические свойства металла осей проверяют как в заготов-
ках, так и в черных, термически обработанных осях. Механиче-
ские свойства термически обработанных осей из стали Ос. В сле-
дующие:
Предел прочности при растяжении, кгс/мм- (не менее) ... 56
Относительно удлинение, %	(не менее)......................19
Ударная вязкость, кгс-м/см2 (не менее):
средняя ............................................... 4
минимальная ............................................ 3
Оси подвергают механической обработке по всей длине и по
торцам.
92
С целью повышения предела выносливости оси подвергают
накатке роликами по всей длине, в том числе и по галтелям.
Увеличение твердости поверхности в результате накатывания
должно составлять не менее 24% при толщине накатанного слоя
0,02—0,05 диаметра упрочняемого сечения оси. Для оси РУ1
глубина накатанного слоя должна составлять в шейке 2,6—6,5 мм,
в предподступичной части 3,6—9,0 мм, в средней части 3,2—9,0 мм.
Накатывание осуществляют с определенным усилием на ролик,
зависящим от диаметров ролика и упрочняемой части оси.
При диаметре ролика 150 мм среднюю и подступичную части оси
накатывают с усилием на ролик 2400—2600 кгс. Шейку оси нака-
тывают с усилием на ролик 2500+М0 кгс. Цилиндрическую по-
верхность шейки и галтель после накатывания можно шлифовать.
Припуск на шлифовку не должен превышать 0,3 мм на сторону.
Подступичную часть оси после накатывания нельзя подвергать
механической обработке (обточке или шлифованию).
Другие технические требования, определяющие качество изго-
товления осей, регламентированы ГОСТ 4008—72 и конструктор-
ско-технологической документацией.
Оси колесных пар моторных вагонов электропоездов и дизель-
поездов, а также оси колесных пар, работающие в тележках с ди-
сковыми тормозами или с приводом генератора, отличаются по
своей конструкции от типовых наличием посадочных мест под
ступицу редукторного зубчатого колеса или тормозного диска.
Для достижения необходимой равнопрочности всех частей оси
посадочные места под зубчатое колесо или тормозной диск под-
вергают накатыванию. Ось является наиболее ответственным
элементом вагона, поэтому ее качество строго контролируют на
всех этапах изготовления. На заготовки осей существует само-
стоятельный государственный стандарт (ГОСТ 4728—72). Наи-
более важные сведения в виде условных знаков наносят непо-
средственно на ось в процессе ее изготовления или заносят в соот-
ветствующий документ, хранящийся на протяжении всего срока
службы оси. После термической и черновой механической обра-
ботки каждую ось осматривают, обмеряют, подвергают ультра-
звуковому и магнитному контролю, проверяют механические
свойства и химический состав.
Колеса колесной пары обеспечивают непосредственный кон-
такт экипажа с рельсами и передают на них вертикальные и бо-
ковые нагрузки. Взаимодействие колеса и рельса имеет сложный
характер и сопровождается качением, поперечным и продольным
проскальзываниями с различными скоростями, упругим объем-
ным деформированием материала колеса в зоне контакта с рель-
сом. Сложность условий нагружения колеса требует от него вы-
сокой надежности, а от его материала — большой прочности,
износостойкости, ударной вязкости и упругости.
Конструкция колеса, его размеры, материал, технические
требования и методы испытаний регламентированы государствен-
93
Рис. 12. Основные размеры цельно
катаного колеса
ними стандартами. Для всех
грузовых и пассажирских ма-
гистральных вагонов (кроме
моторных вагонов электро-
поездов и дизель-поездов)
применен один тип колеса —
цельнокатаное облегченное
с диаметром по кругу ката-
ния 950 мм. Конструкция и
размеры этого колеса (рис. 12)
определены ГОСТ 10830—64,
а технические требования —
ГОСТ 10791—64. Согласно
последнему стандарту колеса
изготовляют из углеродистой
стали с содержанием угле-
рода 0,52—0,63%, кремния
0,17—0,37%, марганца 0,50—
0,90%. Содержание фосфора
и серы не должно быть более
0,040% для каждого эле-
мента. К качеству колес
в процессе их изготовления
предъявляют очень жесткие
требования. В колесах не
должно быть остатков уса-
дочной раковины и рыхлот, вредной ликвации, флокенов, расслое-
ний, неметаллических включений и тому подобных дефектов.
На поверхности катания, гребне и в местах перехода от сту-
пицы к диску недопустима вырубка каких-либо дефектов. На
остальных поверхностях колеса вырубки допустимы, но строго
ограничены. Обод колеса после механической обработки подвер-
гают термической обработке: прерывистой закалке после отдель-
ного нагрева и последующему отпуску. После термической обра-
ботки колеса должны иметь предел прочности 85—105 кгс/мм2,
относительное удлинение не менее 10%, относительное сужение
не менее 16%, твердость не менее НВ 245. Механической обра-
ботке подвергают следующие элементы колеса: поверхность ката-
ния, гребень, боковую поверхность обода со стороны гребня,
наружный торец и отверстие ступицы. При этом размеры колеса
должны быть выдержаны в соответствии с ГОСТ 10830—64.
В практике вагоностроения используют и нестандартные
колеса. Это колеса моторных вагонов электропоездов и дизель-
поездов, усиленные колеса вагонов промышленного транс-
порта для повышенной нагрузки от колесной пары на рельсы,
94
В колесных
скоростями
колеса специальной конструкции, в том числе подрезиненные,
и т. п.
Колесная пара вагона является тем элементом, который обес-
печивает непосредственный контакт экипажа и пути и его на-
правление в рельсовой колее. От точности геометрических раз-
меров и других параметров колесной пары в значительной мере
зависит устойчивость движения экипажа. В связи с этим строго
регламентированы основные размеры и параметры колесной пары.
Расстояние между внутренними гранями ободьев колес L (см.
рис. 10) в колесных парах вагонов, предназначенных для движе-
4-1
ния со скоростями до 120 км/ч, составляет 1440~2 мм.
парах вагонов, предназначенных для движения со
свыше 120 км/ч, этот размер принят равным 1440“1 мм. Таким
образом, для вагонов, рассчитанных на большую скорость дви-
жения, допускаемый разбег колесной пары в колее на 1 мм меньше,
чем в колесных парах нескоростных вагонов.
При напрессовке колес на ось возможна их неточная уста-
новка по отношению к торцам оси при строго выдержанном раз-
мере между внутренними гранями ободьев. Неравенство кон-
солей I колесной пары не должно превышать 3 мм. Номинальный
диаметр колес по кругу катания в колесных парах новых вагонов
принят равным 950 мм. Разность диаметров колес по кругу ката-
ния в одной колесной паре не должна превышать 1 мм. Это умень-
шает перекос колесных пар и снижает интенсивность проскальзы-
вания колес по рельсам при движении.
Профиль поверхности катания обработанных колес колесной
пары (рис. 13) выработан в результате многолетней эксплуата-
ционной проверки и регламентирован стандартом. Профиль по-
верхности катания колеса оказывает существенное влияние на
характер перемещения колесной пары в колее, особенно при
повышенных скоростях движения. В свою очередь, характер
перемещения колесной пары в колее оказывает влияние на интен-
сивность влияния тележки и вагона, на устойчивость движения
и поперечную динамичность экипажа. Для опытных вагонов,
предназначенных для движения со скоростями до 200 км/ч, был
рекомендован специальный профиль поверхности катания с укло-
ном 1 ; ЮО в зоне круга
катания и с увеличенным
До 65° углом наклона наруж-
ной грани гребня. Предпола-
гают, что колеса с таким
профилем будут иметь мень-
ший износ гребней и обес-
кНС* *3. Профиль поверхности катания
колеса (D _ диаметр по кругу катания)
95
печат повышенный коэффициент устойчивости от схода
с рельсов.
Колесные пары формируют при помощи прессовой посадки
колес на оси, технология формирования регламентирована
ГОСТ 4835—71 и специальной инструкцией МПС. Согласно
этим документам колеса на ось запрессовывают на специальных
гидравлических прессах с записью диаграмм процесса запрес-
совки самопишущим индикатором. Диаграмма запрессовки слу-
жит документом для контроля качества соединения колеса
с осью. Скорость движения плунжера гидравлического пресса
при запрессовке не должна превышать 2 мм/с. Перед запрессов-
кой элементы колесной пары проверяют и подбирают по размерам.
Сопрягаемые поверхности ступицы колеса и подступичной части
оси тщательно очищают, насухо протирают и покрывают ровным
слоем натуральной олифы или вареного растительного масла
(льняного, конопляного или подсолнечного). Для исключения
влияния на прочность прессового соединения температурных
деформаций элементов колесной пары температура колеса при
запрессовке не должна отличаться от температуры оси более
чем на 10° С. Конечные усилия запрессовки должны составлять
3,7—5,5 тс на каждые 10 мм диаметра подступичной части оси.
Для колесных пар РУ-950 и РУ 1-950, у которых диаметр подсту-
пичной части оси равен 194 мм, это усилие должно составлять
72—107 тс. Размеры натягов для достижения требуемых усилий
устанавливают равными 0,10—0,25 мм, в зависимости от кон-
струкции колеса.
Для снижения инерционных сил, возникающих из-за неуравно-
вешенности, колесные пары вагонов, эксплуатируемых со ско-
ростью свыше 130 км/ч, обычно подвергают динамической балан-
сировке на специальных балансировочных станках. Эти станки
позволяют определять дисбаланс и снизить его до допускаемой
нормы. Дисбаланс в плоскости каждого колеса для скоростей
130—160 км/ч может составлять 0,6 кгс-м, а для скоростей 160—
200 км/ч — не более 0,3 кгс-м. Исследования показали, что
в процессе эксплуатации колесных пар их дисбаланс практически
не меняется, несмотря на износ и неоднократные переточки колес
по кругу катания.
В процессе работы колесной пары ее элементы (ось и колесо)
подвергаются воздействию значительных динамических нагрузок,
поэтому ось, колеса и в целом колесная пара должны обладать
необходимой прочностью в течение всего периода их эксплуатации.
Прочность оси гарантируют соответствующим расчетом. В прак-
тике вагоностроения используют два метода расчета осей: условный
метод, учитывающий статически действующие вертикальную и
горизонтальную нагрузки, и уточненный метод, учитывающий
накопление усталостных повреждений при нестационарном ре-
жиме нагружения колесной пары. Первый метод обычно исполь-
зуют для расчета осей колесных пар, не оборудованных редукто-
96
рами Привода генератора и дисковым Тормозом. Второй метод
применяют при проектировании новой оси или проверке проч-
ности существующей оси, когда предполагают изменение усло-
вий ее нагружения в эксплуатации.
Расчет оси по условному методу дает возможность определить
наименьшие допускаемые диаметры ее расчетных сечений
м
d =
(36)
где М — изгибающий момент от действия расчетных нагрузок
в расчетном сечении оси; [о]—допускаемое напряжение для
расчетного сечения оси.
В качестве нагрузок, действующих на ось, при этом методе
расчета принимают вертикальную нагрузку, равную 1,25Q и
приложенную к середине шеек оси, и горизонтальную нагрузку,
равную 0,5Q и приложенную на уровне центра тяжести вагона
(Q — статическая нагрузка на ось от веса вагона брутто). В каче-
стве основных расчетных сечений оси обычно принимают сечение
шейки у предподступичной галтели, сечение подступичной части
в плоскости круга катания колеса и сечение посередине оси.
Изгибающие моменты от расчетных нагрузок в этих сечениях
следующие:
/Иш = (1,25 + hj2l) 0,5Q/2;
Мт = [(1,25 + Лк/2/) (/-$) + гк] 0.5Q;
Л4ср = [1,25 (/ - s) + 0,5rK] 0,5Q,
(37)
где hK — высота центра тяжести вагона от оси колесной пары;
21 — расстояние между серединами шеек оси; 21,, — длина шейки
оси; 2s = 1580 мм — расстояние между кругами катания колес;
гк — радиус колеса.
Допускаемые напряжения для расчетных сечений оси из
стали Ос.В следующие.
Пассажирский Грузовой
вагон	вагон
Допускаемые напряжения, кгс/см2:
в шейке................................. 1200
в подступичной части ............... 1400
в средней части .................... 1300
1400
1650
1550
Диаметры основных сечений оси принимают несколько боль-
шими, чем полученные расчетом: шейки оси под подшипники ка-
чения — на 2 мм, а подступичной и средней части оси — на 6 мм.
Действительный диаметр шейки округляют в сторону увеличения
До размера, соответствующего ближайшему номеру подшипника,
выпускаемого промышленностью по действующим техническим
условиям.
4 Л. Д. Кузьмич
97
Расчет оси По уточнённому методу Позволяет определить ее
запас прочности по пределу усталости. Условие оценки прочности
оси здесь определяется выражением п [п ], где п — коэффи-
циент запаса прочности оси по пределу усталости от расчетной
совокупности нагрузок; [п. ] — допускаемый коэффициент запаса
прочности. Прочность оси обычно оценивают в следующих основ-
ных расчетных сечениях: I—I — шейки оси по торцу лабиринта;
II—II — по галтели шейки на расстоянии одной трети ее длины
от начала; III—III — подступичной части оси в плоскости круга
катания колеса; IV—IV — посередине оси.
Рекомендуемые значения коэффициента запаса прочности [/г]
составляют для грузовых вагонов 1,9—2,0; для пассажирских
2,3; для почтовых, багажных и вагонов-электростанций 2,1.
В мировой практике вагоностроения существуют и другие
методы расчета осей, однако опыт отечественного вагоностроения
показывает, что названными двумя методами расчета можно на-
дежно пользоваться как для проектирования новых осей, так и
для проверки прочности существующих. При этом уточненный
метод расчета нуждается в дальнейшем развитии и дополнитель-
ном подкреплении опытными данными.
Расчет на прочность колеса является сложной и специфиче-
ской задачей, которая до настоящего времени не имеет ни уни-
версального решения, ни единой методики. В практике вагоно-
строения иногда возникает необходимость проверки прочности
ступицы колеса и надежности прессового соединения колеса
с осью при проектировании специального подвижного состава
для промышленного железнодорожного транспорта с повышенными
нагрузками от колесной пары на рельсы. При этом определяют
давление р на сопрягаемые поверхности ступицы и оси при на-
тягах в пределах упругих деформаций. Тогда
в £ .	с - 1 + тт)2 , ..
Р - d С1 + с2 ’	— 1	f1’ Ci~
1 + (d/dCT)a
где б — натяг, мм; d — номинальный диаметр подступичной
части оси, мм; dCT — диаметр ступицы, мм; Е — модуль упруго-
сти материала ступицы; Е =2,1-10® кгс/см2; р— коэффициент
Пуассона материала ступицы; р = 0,3.
Наибольшее напряжение растяжения на поверхности отвер-
стия ступицы
1 + (d/rfeT)2 „
1 + (d/dCT)« р-
(38)
Найденное таким способом напряжение в ступице колеса
стандартной колесной пары РУ-950 (или РУ1-950), у которой!
диаметр подступичной части оси равен 194 мм, а внешний диаметр
ступицы 260 мм, при натяге 0,25 мм составляет около 21 кгс/мм2.
Как показывает опыт многолетней эксплуатации, это обеспечивает
необходимые прочность ступицы и оси по подступичной части и
надежность прессового соединения колеса с осью. При других
98
Рис. 14. Буксовый узел грузового вагона
размерах подступичной части оси и ступицы и натягах 0,1—0,25 мм
напряжения в ступице не должны превышать 21 кгс/мм2.
Буксовый узел колесной пары служит для передачи на ось
статических и динамических нагрузок и обеспечения вращения
колесной пары при движении вагона. Буксовые узлы серийных
грузовых и пассажирских вагонов, в том числе вагонов электро-
поездов и дизель-поездов отличаются только конструкцией кор-
пуса буксы. Различают буксы типа I — без опор под рессорные
комплекты (рис. 14) и типа II — с опорами под рессорные ком-
плекты (рис. 15). Букса состоит из корпуса 1, лабиринтного
кольца 2, надеваемого на предподступичную часть шейки в горя-
чем состоянии, крепительной 3 и смотровой 4 крышек. Лабиринт
корпуса в буксах типа I выполнен отъемным, а в буксах типа II —
зацело с корпусом. Типы букс, их основные размеры и технические
требования к ним регламентированы ГОСТ 10794—74. Согласно
стандарту корпуса и крепительные крышки необходимо изго-
товлять из мартеновской стали или из электростали 15Л, 20Л,
25Л. Содержание углерода в материале корпуса буксы не должно
превышать 0,27%. Смотровые крышки можно изготовлять штам-
повкой из листовой стали, из легких сплавов или из пластмасс.
Рис. 15. Буксовый узел пассажирского вагона
4’
99
Все стальные детали букс подвергают термической обработке —
нормализации или отжигу. Номинальный размер отверстия под
подшипники в корпусах букс обоих типов должен составлять
250$^68 мм и обеспечивать посадку Сп или Дп (ГОСТ 3325—55).
На железных дорогах МПС используется единый для пасса-
жирских и грузовых вагонов тип подшипника — роликовый
цилиндрический подшипник с габаритными размерами 130 X 250X
Х80 мм (по два на буксу). Изготовляют эти подшипники в соот-
ветствии с ГОСТ 18572—73 и специальными техническими усло-
виями ТУ 3402-Ж— 73.
В одной буксе устанавливают подшипники двух видов: задний
30-42726ЛМ и передний 30-232726Л1М с приставным упорным
кольцом. Внутренние кольца подшипников ставят на шейку оси
на горячей посадке. Буксовые цилиндрические подшипники по-
ставляют со взаимозаменяемыми съемными кольцами. Радиаль-
ный зазор в подшипниках может составлять 115—170 мкм.
При этом разность крайних значений измеренных радиальных
зазоров в одном подшипнике не должна превышать 15 мкм. Осе-
вой зазор подшипников может составлять 70—150 мкм. В под-
шипниках применяют массивные сепараторы беззаклепочной кон-
струкции с прошивными калиброванными окнами.
Натяг при посадке лабиринтного кольца на предподступичную
часть оси должен составлять 0,08—0,15 мм. Кольцо перед посадкой
на ось нагревают в электропечи или масляной ванне до темпе-
ратуры 125—150° С. Натяг на посадку внутренних колец под-
шипника выбирают равным 0,04—0,065 мм, а при радиальном
зазоре более 120 мкм — равным 0,04—0,07 мм. Радиальный
зазор для букс пассажирских вагонов, предназначенных для
эксплуатации со скоростями выше 140 км/ч, должен быть не
менее 130 мкм. Внутренние кольца подшипников перед посадкой
на шейку оси нагревают в масляной ванне с электроподогревом
до температуры 100—120° С с обязательным ее контролем. Блоки
(наружное кольцо с роликами) подшипников устанавливают
непосредственно в корпус буксы свободно, без значительного
усилия. Корпус буксы с блоками подшипников надевают на вну-
тренние кольца подшипников также свободно без особых усилий.
Перед затяжкой подшипников на ось ставят приставное упорное
кольцо переднего подшипника. Подшипники на оси затягивают
или торцовой гайкой или упругой шайбой с болтами.
Существенное влияние на надежность буксового узла в экс-
плуатации оказывает усилие затяжки подшипников гайкой или
болтами. Как при недостаточной, так и при чрезмерной затяжке,
под действием осевых усилий возможно повреждение узла креп-
ления подшипников в эксплуатации в результате смятия и среза-
ния резьбы на оси и гайке при гаечном креплении и в результате
обрыва болтов при шайбовом креплении. До настоящего времени
еще нет строго обоснованных норм, регламентирующих усилие
100
Рнс. 16. Буксовый узел с открытым цент-
ром оси:
1 — упорная шайба; 2 — передняя крыш-
ка; 3 — корпус буксы; 4 — подшипники;
5 — кольцо лабиринтное
затяжки подшипников. Подшип-
ники при креплении их гайкой
затягивают на угол поворота,
равный (0,5—1,0) а, где (%—
угол (в градусах) между сосед-
ними шлицами в коронеторцовой
гайки. При креплении подшип-
ников шайбой каждый болт ре-
комендовано затягивать с уси-
лием, момент которого равен
200 кгс-м. После затяжки тре-
тьего болта два первых болта
подтягивают, так как затяжка каждого предыдущего болта
ослабляется в результате затяжки последующего.
Наиболее слабым элементом узла крепления подшипников
шайбой являются пружинные шайбы, служащие для стопорения
болтов. В эксплуатации наблюдались случаи излома пружинных
шайб, что приводило к ослаблению затяжки болтов, а в послед-
ствии и к их обрыву. Пружинные шайбы (ГОСТ 6402—70) под-
вергают термообработке до твердости HRC 40—50. Болты, при-
меняемые в узле крепления (ГОСТ 7798—70), не всегда контро-
лируют по точности и по прочности. Поэтому в эксплуатацию
иногда попадали буксовые узлы с болтами, имеющими острый
переход от головки к их телу. Между тем в таком ответственном
узле следует применять болты специальной конструкции, пред-
назначенные для работы в условиях динамического нагружения.
Особого внимания заслуживает способ стопорения болтов, кото-
рый исключал бы возможность ослабления их затяжки.
Наружные кольца подшипников в буксе затягивают крышкой
с четырьмя или восемью болтами. Болты стопорят пружинными
шайбами. Между фланцевой поверхностью крепительной крышки
и торцом корпуса буксы устанавливают уплотнительное резиновое
кольцо толщиной 3—4 мм. При затянутых болтах между фланцем
крепительной крышки и торцом корпуса буксы должен оста-
ваться зазор 0,5—2,0 мм. Смотровую крышку ставят на резиновой
уплотнительной прокладке и крепят к крепительной крышке
болтами с пружинными шайбами.
Помимо типовых буксовых узлов, в практике вагоностроения
находят применение и нетиповые, преимущественно опытные. Это
буксовые узлы скоростных вагонов с третьим упорным подшипни-
ком, бескорпусные буксовые узлы, в которых нагрузка от боко-
вины тележки передается на подшипники через специальное седло
с массивной резиновой подкладкой. Определенный интерес
представляют буксовые узлы с открытым центром оси (рис. 16),
101
которые допускают возможность обточки колес в эксплуата-
ции без снятия смотровой крышки или без демонтажа узла.
Буксовые узлы с открытым центром существенно снижают трудо-
емкость переточки колес в эксплуатации и исключают возмож-
ность случайного попадания в буксу металлической стружки.
Существенное влияние на работоспособность буксового узла
оказывает качество применяемой смазки. В настоящее время для
заправки букс используют консистентную смазку (ЛЗ-ЦНИИ)
со специальной присадкой. В отличие от ранее применявшейся
смазка ЛЗ-ЦНИИ позволяет существенно увеличить допускаемую
осевую нагрузку на буксовый узел с цилиндрическими ролико-
выми подшипниками и улучшить восприятие этими подшипни-
ками значительной осевой нагрузки.
§ 13. РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ
Для уменьшения динамических воздействий пути на вагоны и
вагонов на путь в конструкцию ходовых частей введено упругое
рессорное подвешивание. Его конструкция определяется типом
вагона, параметрами упругости и демпфирования.
Известные конструкции рессорного подвешивания различают
по числу ступеней, месту размещения в тележке, типу возвра-
щающего устройства, конструкции упругих элементов, типу и
конструкции демпфирующих устройств. По кратности различают
конструкции одинарного и двойного подвешивания Е По месту
размещения в тележке различают подвешивание буксовое и цен-
тральное. По типу возвращающих устройств (поперечному под-
рессориванию) различают подвешивание люлечной и безлюлечной
конструкции. По конструкции упругих элементов различают под-
вешивание с металлическими, резинометаллическими и пневма-
тическими упругими элементами.
Подвешивание с металлическими и резинометаллическими
упругими элементами обычно имеет нерегулируемые параметры
гибкости. При этом упругие элементы могут иметь линейную или
нелинейную зависимость прогиба от нагрузки. Подвешивание
с пневматическими упругими элементами обычно характеризуется
регулируемыми параметрами гибкости: жесткость упругих пнев-
матических элементов зависит от нагрузки, приходящейся на
них. По типу и конструкции демпфирующих устройств разли-
чают подвешивание с гасителями колебаний сухого и вязкого
трения.
Основными параметрами упругого рессорного подвешивания,
задаваемыми при его проектировании, являются статический про-
гиб или жесткость подвешивания в вертикальном направлении,
длина приведенного маятника или жесткость подвешивания в по-
перечном направлении и коэффициент демпфирования или вели-
1 Известны и системы тройного подвешивания, однако они устарели и в на-
стоящее время не применяются.
102
чина относительного трения (при использовании гасителей коле-
баний сухого трения). Помимо перечисленных основных пара-
метров, при проектировании упругого подвешивания могут быть
дополнительно заданы распределения гибкостей по ступеням под-
вешивания (при двойном подвешивании), момент трения в опорах
кузова, жесткость связи колесных пар с рамой тележки в попе-
речном и продольном направлениях. При проектировании не-
линейного подвешивания задают зависимость прогиба от нагрузки
или уравнение жесткости. Важнейший параметр упругого рес-
сорного подвешивания — статический прогиб Д.т определяет ча-
стоту собственных колебаний v подрессоренной массы, Гц:
_ 1 1/^ 5
2Л г /ст	К/ст '
где fCT — прогиб, см.
Как правило, при проектировании рессорного подвешивания
следует стремиться к снижению частот собственных колебаний.
Приемлемые собственные частоты колебаний вагонов на упругих
элементах рессорного подвешивания составляют 1—2,5 Гц, что
соответствует значениям статического прогиба 250—40 мм. Наи-
большие значения статического прогиба имеют место у вагонов
с лучшими ходовыми качествами. Увеличение статического про-
гиба подвешивания свыше 250 мм приводит к снижению частот
собственных колебаний ниже 1 Гц, что недопустимо в современ-
ных вагонах. При этом вагон может приобрести повышенную
валкость, что потребует усложнения конструкции рессорного
подвешивания — введения стабилизаторов поперечной устойчи-
вости.
Для пассажирских вагонов, предназначенных для движения
со скоростями до 160 км/ч, обычно рекомендуют статический про-
гиб подвешивания, равный 150—200 мм. Для грузовых вагонов
общесетевого назначения статический прогиб под нагрузкой
брутто должен составлять 40—50 мм. Увеличение статического
прогиба может привести к недопустимой разности высот распо-
ложения автосцепки вагонов в порожнем и груженом состояниях.
Статический прогиб /ст рессорного комплекта в подвешивании
и отдельного упругого элемента, жесткость ж комплекта или
элемента и статическая нагрузка Рст при линейной характери-
стике жесткости связаны выражением
9/Г Рст//ст.
Наибольший полный расчетный прогиб /р упругих элементов
или комплектов подвешивания должен быть не меньше расчетного
статического прогиба fCT, умноженного на коэффициент конструк-
тивного запаса прогиба, т. е. kf„. Значения коэффициента
конструктивного запаса прогиба для упругих элементов подве-
шивания с постоянной жесткостью необходимо принимать со-
гласно данным § 5. При использовании в подвешивании пневмати-
103
ческих упругих элементов вместо конструктивного запаса про-
гиба следует предусматривать динамический запас хода. Коэф-
фициент динамического запаса хода можно принимать равным
1,5—1,7, т. е. полный ход упругого пневматического элемента
должен быть в 1,5—1,7 раза больше его максимального динамиче-
ского прогиба.
Жесткость витой цилиндрической пружины с постоянным
шагом витков
__ Gd*
Ж 8nD3 ’
где G — модуль упругости при сдвиге; d — диаметр прутка; п —
число рабочих витков пружины; D — средний диаметр витка
пружины.
Число рабочих витков для пружины с опорными витками
(ГОСТ 1452—69) определяют в зависимости от полного числа
витков пп по выражению п — пп — 1,5. Боковую жесткость витой
пружины определяют по отношению боковой нагрузки к боко-
вому прогибу жб = С достаточной точностью боковой прогиб
6=л'[тНт*84--н) + 4Ь <39>
. д _ 8£V tg а .	_ 2 4- и cos- а, .	_
। Рр \ ’	D2 ’	2 sin а ’
s /
горизонтальная нагрузка, действующая на пружину; Рр — вер-
тикальная расчетная нагрузка на пружину; И — рабочая вы-
сота пружины под вертикальной нагрузкой Рр, Н = Нс + d +
+ /р; Яс — высота пружины в свободном состоянии; а — угол
подъема винтовой линии пружины ^tg а =-^—) ; Е— модуль
упругости материала пружины; J — полярный момент инерции
площади прутка пружины; р — коэффициент Пуассона.
Необходимую вертикальную жесткость пружины определяют
в зависимости от приходящейся на нее статической нагрузки и
заданной величины статического прогиба под этой нагрузкой.
Боковую жесткость упругих элементов подвешивания одной
тележки грузового вагона жг можно определять из условия от-
сутствия резонансных боковых колебаний. Тогда
где v — наибольшая расчетная скорость; т — масса брутто
кузова вагона; г — радиус круга катания колеса; 2s — расстоя-
ние между кругами катания колес; п — конусность круга катания
колеса (1/20); 2/т — база тележки.
104
Рис. 17. Схема работы пружины при действии горизон-
тального усилия
Необходимая жесткость витой пружины
может быть получена соответствующим
выбором среднего диаметра витка, диа-
метра прутка и числа рабочих витков. При
этом пружина должна иметь необходимую
прочность, которую оценивают по вели-
чине касательных напряжений, возникаю-
щих при действии расчетной вертикаль-
ной нагрузки. Касательные напряжения
в пружине
=	(40)
где Рр = ж{р — наибольшая вертикальная расчетная нагрузка;
£ —	.1’^50.	„°^5.; с = Did — индекс пружины (для рес-
сорного подвешивания вагонов рекомендуются с = 3,5-5-6).
При действии на пружину горизонтального усилия, вызыва-
ющего относительный сдвиг ее оснований (рис. 17), касательные
напряжения в пружине
5;V , / хН \	,л 1 ,
<41)
у, 1 , 0,63 , 0,35
где С'=1 Н----—+-Т5--
Суммарные касательные напряжения в пружине от действия
вертикальной и боковой нагрузок определяют как сумму напря-
жений от действия каждой нагрузки в отдельности, т. е.
= тв Тб-
Если заданная вертикальная жесткость при необходимой проч-
ности пружины требует ее значительных размеров, затрудня-
ющих размещение пружины в узле упругого подвешивания, то
рекомендуется использовать двух- и трехрядные пружины, ко-
торые при той же жесткости и прочности значительно компактнее
однорядной пружины.
Для исключения касания витков наружной и внутренней
пружин и заскакивания витков одной пружины между витками
Другой внутреннюю пружину размещают в наружной с зазором
в 3—5 мм на сторону, пружины должны быть навиты в разные
стороны.
Пружины с малым индексом с не рекомендовано заменять на
многорядные, так как это не дает большого выигрыша в габаритных
размерах, а внутренняя пружина в этом случае может оказаться
неустойчивой из-за малого ее диаметра при большой высоте.
Для необходимой устойчивости пружины отношение ее свободной
высоты к диаметру HJD < 3,5.
105
Для изготовления пружин и рессор в вагоностроении при-
меняют горячекатаную пружинную и рессорную стали 55С2 и
60С2 (ГОСТ 14959—69). Допустимо применение сталей 60С2А и
60С2ХФА. Твердость пружины в термообработанном состоянии
должна быть равна НВ 370—440 или HRC 40—47. Допускаемые
напряжения для пружинных сталей 55С2 и 60С2 при расчете на
растяжение, сжатие и изгиб можно принимать равными
100 кгс/мм2, а при расчете на кручение 75 кгс/мм2. Для сталей
60С2А и 60С2ХФА допускаемые напряжения можно несколько
повысить.
После термической обработки пружины необходимо упроч-
нять наклепом дробью, заневоливанием или другими способами.
Режимы термообработки и упрочнения выбирают такими, чтобы
они обеспечивали долговечность пружины в пределах установлен-
ного контрольного числа циклов нагружения. Технические тре-
бования на пружины для рессорного подвешивания вагонов и
методы их испытаний регламентированы ГОСТ 1452—69.
Номинальная приведенная жесткость пневматического упру-
гого элемента
_ ^ф”Ра , ^эф
Jft'np ~~ Vo ' Ра df ’	'
где ГЭф = л£>эф/4 — эффективная (несущая) площадь пневмо-
элемента; п — показатель политропы; п = 1,3-4-1,35; ра — номи-
нальное давление в пневмоэлементе; Vo — общий объем пневмо-
элемента с дополнительным резервуаром; f — ход пневмоэлемента.
Второе слагаемое в формуле жесткости упругого пневмоэле-
мента зависит от характера изменения его эффективной площади
в процессе деформации (динамического прогиба). В пневмоэле-
ментах с постоянной эффективной площадью, например в диафраг-
менных пневмоэлементах с цилиндрическими направляющими
(рис. 18), отношение dF3^/df = 0. Необходимую жесткость упру-
<2505
0581
Рис. 18. Упругий пневмоэлемент
106
того йневмоэлемента можно йолучить выбором наиболее рацио-
нальных значений его эффективного диаметра и полного объема.
Давление в упругом пневмоэлементе выбирают таким, чтобы оно
всегда было ниже минимального давления источника питания.
Поперечная (боковая) жесткость упругого пневмоэлемента
жб = жбт + жбк, где ж5г — составляющая, зависящая от гео-
метрических параметров направляющих элементов; жбк — со-
ставляющая, зависящая от конструкции резинокордной оболочки
пневмоэлемента. Составляющая жбг в основном зависит от углов
(конусности) направляющих элементов (арматуры). Для упру-
гого пневмоэлемента с цилиндрическими направляющими, когда
резинокордная оболочка «не выдувается» за край наружной на-
правляющей (рис. 18), составляющая
Л2 р.
^бГ g* ^-'эфРо,
где р0 — номинальное избыточное давление в пневмоэлементе.
Составляющая жбк в основном зависит от конструкции кар-
каса резинокордной оболочки, характеристик материалов эле-
ментов, образующих оболочку, и глубины перекрытия оболочки
направляющими элементами. Во ВНИИВ найдена эмпирическая
зависимость составляющей жбк от угла расположения кордных
нитей в каркасе и давления в пневмоэлементе, т. е.
жбк = (1 + 1,7 sin 2|3К) 60 V ра — 0,84рв ,
где |3К — угол между кордными нитями и образующей; ра — абсо-
лютное давление воздуха в пневмоэлементе при рабочей нагрузке;
рв — атмосферное давление.
При этом предполагают, что резинокордные оболочки пневмо-
рессор вагонов различаются только величиной эффективного
диаметра и углом расположения кордных нитей в каркасе. В дан-
ной формуле эффективный диаметр учтен с помощью давления
воздуха ра в пневмоэлементе, а расположение кордных нитей —
непосредственно углом |3К. Другие параметры оболочки (толщина
и слойность корда, толщина и жесткость покровного и гермети-
зирующего слоев резины) в пневморессорах отечественного про-
изводства, как правило, одинаковы для разных моделей. Влияние
этих параметров на поперечную жесткость упругого пневмоэле-
мента учитывают эмпирическими коэффициентами, вводимыми
в формулу для определения ?/сбк.
При выборе эффективного диаметра следует иметь в виду, что
его увеличение связано с возрастанием габаритных размеров
пневмоэлемента и необходимостью применения больших объемов
дополнительного резервуара для снижения вертикальной жест-
кости подвешивания, что, в свою очередь, может вызвать затруд-
нения в компоновке узлов пневмоподвешивания в тележке. Не-
которое возрастание поперечной жесткости пневмоэлементов с мень-
107
Шими эффективными диаметрами Может быть предупреждено
неполным перекрытием резинокордной оболочки наружной на-
правляющей.
Упругие пневмоэлементы в отличие от пружин, стальных и
резинометаллических рессор обладают широким диапазоном пара-
метров. Один и тот же упругий элемент может иметь грузоподъем-
ность и жесткость, которые изменяются в широком диапазоне.
Упругие пневмоэлементы Н-6 (580X170) с резинокордной обо-
лочкой и эффективным диаметром 500 мм применяют в подвешива-
нии вагонов РТ-200 и ЭР-200, вагонов метрополитена Ер, И, трам-
вая РВЗ-7. Грузоподъемность упругого пневмоэлемента с этой
оболочкой при давлении 5 кгс/см2 составляет 10 тс.
Резиновые и резинометаллические упругие элементы в подве-
шивании магистральных вагонов отечественного производства
находят пока ограниченное применение. Резиновые элементы
используют в качестве подкладок под пружины в буксовом под-
вешивании пассажирских вагонов, упоров для ограничения бо-
ковых колебаний кузова на люлечных подвесках, буферов в упру-
гих пневмоэлементах, втулок и сайлент-блоков, прокладок и т. п.
Во всех случаях резина работает преимущественно на сжатие и
лишь в отдельных случаях на сжатие со сдвигом.
Основным физико-механическим показателем резины, от ко-
торого зависят параметры резинометаллического элемента, яв-
ляется твердость, измеряемая по ГОСТ 263—75. Для конструк-
ционных резин в зависимости от состава резиновой смеси твер-
дость может равняться 30—80 единицам. Модуль сдвига G в зави-
симости от твердости Н с погрешностью до ±10% можно опреде-
лять по кривым на рис. 19. Модуль упругости Е зависит не только
от твердости резины, но, в отличие от модуля сдвига G, и от формы
которой определяется величиной
коэффициента формы Кф. Этот
коэффициент находят как отно-
шение площади поверхности,
на которую передается сжима-
ющая нагрузка, к площади сво-
бодной (боковой) поверхности,
по которой резина может выпу-
чиваться. Значения модуля
упругости Е в зависимости от
Кф для резин с различными
значениями твердости с доста-
точной для технических расче-
тов точностью можно опреде-
лить по зависимостям рис. 20.
Рис. 19. Зависимости модуля сдвига рези-
ны G и коэффициента ужесточения ^др
от твердости И
108
Рис. 20. Зависимость модуля упругости резины Е от
коэффициента формы
Рекомендуемые значения относительных деформаций рези-
нового амортизатора при сжатии должны составлять 0,15—0,25.
При этом напряжения сжатия в резине не должны превышать
30—50 кгс/см2, а напряжения сдвига 15—20 кгс/см2. При дей-
ствии на резинометаллический амортизатор динамических на-
грузок модули упругости и сдвига резины увеличиваются, соот-
ветственно чему жесткость амортизаторов повышается. Увеличе-
ние значений модулей может быть принято пропорциональным
коэффициенту ужесточения Кдр. Тогда
£'а=7<д.р£; Сд=Кд.рб; жя=Кд>рж.
Коэффициент ужесточения резины зависит от ее твердости,
и ориентировочно его можно определить по зависимостям рис. 19.
Допускаемые напряжения для резины при действии динамиче-
ских нагрузок принимают меньшими, чем при действии статиче-
ских.
Рессорное подвешивание вагонов помимо элементов упругого
сопротивления (пружин и рессор) должно содержать элементы
неупругого сопротивления — демпфирующие устройства. Пара-
метры демпфирования в зависимости от типа демпфирующих
устройств оценивают или коэффициентом относительного трения
или коэффициентом демпфирования (см. § 5).
Конструкции фрикционных гасителей, применяемых в под-
вешивании вагонов, достаточно разнообразны. Гасители бывают
как самостоятельным узлом, обеспечивающим только демпфиро-
вание колебаний, так и узлом, создающим одновременно упру-
гое и неупругое сопротивления при колебаниях. Сила неупругого
сопротивления в гасителях может быть постоянной, переменной
в зависимости от перемещения и переменной в зависимости от
нагрузки. В общем случае реализуемый коэффициент относи-
тельного трения фтр = FIP, где F — сила неупругого сопротив-
109
Ления (трения), развиваемая гасителем; Р — нагрузка, приходя-
щаяся на демпфируемый узел.
Силу трения F гасителя определяют по обычным формулам
механики в зависимости от схемы гасителя. Необходимую силу
можно получить соответствующим выбором геометрических пара-
метров гасителя, а также трущихся пар с наиболее желательным
коэффициентом трения. Наибольшее распространение нашли кли-
новые гасители колебаний, которые используют в подвешивании
как грузовых, так и пассажирских вагонов. Известны фрикцион-
ные гасители колебаний и других типов, в том числе телескопиче-
ские, дисковые, рычажные; все они имеют свои преимущества
и недостатки.
Наилучшим средством гашения колебаний является вязкое
трение, поэтому во всех случаях, где это экономически оправдано,
стремятся к использованию гидравлических гасителей вместо
фрикционных. Обычно гидравлические гасители колебаний наи-
более широко используют в подвешивании вагонов, от которых
требуются наилучшие ходовые качества, т. е. в первую очередь
в подвешивании пассажирских вагонов. Интенсивность гашения
колебаний оценивают коэффициентом демпфирования D = О-И.
Наиболее приемлемый процесс гашения колебаний достигается
при D = 0,2-^0,3. При меньшем коэффициенте демпфирования
существенно возрастают амплитуды колебаний и ускорений при
частотах, близких к резонансным. При большем коэффициенте
демпфирования амплитуды колебаний и ускорений возрастают
при частотах, превышающих собственные, т. е. в зарезонансной
зоне.
Сопротивление гасителей с вязким трением обычно принимают
пропорциональным скорости перемещения подрессоренной массы
при колебаниях. Гасители такого типа называют гасителями
с линейной характеристикой сопротивления. Для оценки эффёк-
тивности гасителя колебаний пользуются коэффициентом сопро-
тивления. Соответствующий критическому коэффициенту дем-
пфирования (D = 1) критический коэффициент сопротивления
для гасителей с линейной характеристикой сопротивления
скр. в = 2ж	= 2 /жМ ,
где ж — жесткость рессорного комплекта при вертикальных де-
формациях; /ст — расчетный статический прогиб демпфируемой
ступени подвешивания; g — ускорение свободного падения; М —
масса, приходящаяся на демпфируемый комплект подвешивания.
Для обеспечения заданной интенсивности гашения колебаний
коэффициент сопротивления
св = £>скр = (0,2 - 0,3)скр.в.
Для гашения колебаний используют гасители как с симметрич-
ной, так и с несимметричной характеристикой сопротивления.
НО
Рис. 21. Рабочая диаграмма гид-
равлического гасителя колебаний
Для симметричного гаси-
теля с линейной характе-
ристикой сопротивления
рассеиваемая за цикл энер-
гия ДИ? = песо/2, где с —
коэффициент сопротивле-
ния гасителя; (о — круговая
частота колебаний; / — ход гасителя.
Действительный коэффициент (параметр) сопротивления га-
сителя с достаточной точностью можно определить по его рабочей
диаграмме (рис. 21), записываемой на специальном стенде, по
формуле с = mL/(2nnh), где т — масштаб силы сопротивления;
L и h — соответственно длина и высота рабочей диаграммы; п —
число циклов в секунду.
Для гашения горизонтальных колебаний гасителями с линей-
ной характеристикой сопротивления коэффициент демпфирования
в поперечном подвешивании рекомендовано принимать равным
0,3—0,4. Коэффициент (параметр) сопротивления гасителей го-
ризонтальных колебаний сг = (0,3 ^-0,4) скр-г, где скр-г =
= 2ж'г У — коэффициент критического демпфирования;
/п — приведенная длина люлечной подвески; fCT — прогиб рессор
от статической нагрузки; жТ — поперечная жесткость подвеши-
вания одной тележки; g — ускорение свободного падения.
Вертикальные и боковые колебания вагона рекомендовано
гасить раздельными гидравлическими гасителями. Вместе с тем
допустимо использовать гасители для гашения как вертикальных,
так и боковых колебаний, что достигается наклонной установкой
гасителей в узле подвешивания. В вертикальном положении (при
испытаниях на стенде) гаситель, предназначенный для работы
в наклонном положении, должен иметь коэффициент сопротивле-
ния с= -	= —^-5-. Следует иметь в виду, что наклонная уста-
sin2 fJ cos2 fi -	- ’	J
новка гасителя ухудшает условия его работы, приводит к вспени-
ванию масла в гасителе, особенно при малом угле наклона гаси-
теля к горизонту. В связи с этим не следует прибегать к исполь-
зованию одного гасителя для гашения вертикальных и боковых
колебаний при сг > св, т. е. тогда, когда угол наклона гасителя
к горизонту будет меньше 45°. В качестве рабочей жидкости
в гасителях обычно используют приборное масло МВП
(ГОСТ 1805-51).
При проектировании рессорного подвешивания пассажирских
вагонов следует опасаться повышенной валкости кузова, которая
может иметь место при высоких значениях статического прогиба.
Для уменьшения валкости кузова (повышения боковой устойчи-
вости) следует стремиться к соблюдению неравенства /iM>/ic +
+ (1,5 4-2,0), где /гс — высота центра тяжести кузова, м; /гм —
111
высота положения метацентра, м. Метацентром называют точку
пересечения равнодействующей вертикальных реакций рессор-
ного подвешивания вагона с его продольной плоскостью симме-
трии. Высота положения метацентра над плоскостью опоры ку-
зова на упругие элементы подвешивания прямо пропорциональна
квадрату расстояния между центрами рессорных комплектов под-
вешивания и обратно пропорциональна суммарной гибкости рес-
сор.
Снижения валкости можно достичь повышением уровня опор
кузова на упругие элементы и увеличением поперечной базы под-
вешивания. Рационально использовать рессорное подвешивание,
при котором кузов опирается непосредственно на упругие эле-
менты, разнесенные поперек вагона на наибольшее расстояние,
допускаемое шириной кузова. В исключительных случаях для
повышения боковой устойчивости кузова приходится вводить
в подвешивание стабилизаторы поперечной устойчивости, что
существенно усложняет конструкцию ходовых частей вагона.
Если вертикальное подвешивание можно рассматривать как
пружину, несущую на себе груз, то горизонтальное подвешивание
можно схематически представить в виде маятника с грузом на
конце. Поэтому характеристикой жесткости горизонтального
подвешивания вагона служит приведенная длина эквивалентного
математического маятника, связанная с поперечной (боковой)
жесткостью жг выражением
/п = Р/жг,
где Р — нагрузка от кузова на одну тележку; ж,. — поперечная
(боковая) жесткость подвешивания одной тележки.
Частота v собственных колебаний маятника при малых ампли-
тудах связана с длиной маятника / выражением v = Уg/l.
При рекомендуемой многими специалистами длине эквивалент-
ного математического маятника центрального подвешивания пас-
сажирских вагонов 1П = 0,5 ч-0,7 м собственная частота боковых
колебаний вагона составит 0,75—0,6 Гц. Если принять частоту
собственных боковых колебаний (бокового относа) равной 1 Гц,
что вполне допустимо, то длина эквивалентного математического
маятника центрального подвешивания составит ~ 0,25 м. При
оптимальных характеристиках подвешивания в вертикальной
плоскости поперечная жесткость, соответствующая 1п 0,25,
обеспечит достаточно хорошие ходовые качества вагона.
§ 14.	ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
Основным типом тележки выпускаемых грузовых вагонов яв-
ляется двухосная тележка модели 18-100 (ЦНИИ-ХЗ-О). Эту
тележку (рис. 22) обычно используют для всех четырехосных
магистральных грузовых вагонов, а также в четырехосных тележ-
112
Рис. 22. Тележка 18-100*.
1 — колесная пара; 2 — боковая рама; 3 — надрессорная балка; 4 —
пружины подвешивания; 5 — тормозной башмак
ках восьмиосных полувагонов и цистерн. Основными узлами
тележки 18-100 являются колесные пары с буксами, боковые
рамы, надрессорная балка, рессорный комплект с клиновыми
гасителями колебаний и тормозное устройство. Тележка имеет
следующие основные параметры: вес 4700 кгс, база 1850 мм,
расстояние между осями рессорных комплектов (поперечная
база подвешивания) 2036 мм, расстояние от уровня головки рель-
сов до уровня подпятника в свободном состоянии 803 мм, расстоя-
ние между осями скользунов 1524 мм. Статический прогиб под-
вешивания под вагоном с весом брутто 84 тс составляет 48 мм,
коэффициент относительного трения равен 0,08—0,1. Наибольшая
допускаемая статическая нагрузка на подпятник достигает 38 тс.
Тележки 18-100 обеспечивают скорость движения вагонов до
120 км/ч.
В тележке 18-100 использовано два пружинных комплекта,
каждый из которых состоит из семи двухрядных пружин. В зави-
симости от веса брутто вагона в пружинном комплекте можно
использовать также шесть и даже пять двухрядных пружин
вместо семи. При этом гибкость рессорного подвешивания те-
лежки составит 1,3—1,82 мм/тс. Крайние боковые пружины
комплекта поддерживают клинья гасителей колебаний. Пружин-
ные комплекты с клиновыми гасителями колебаний служат амор-
тизаторами как в вертикальном, так и в боковом направлениях.
Клинья гасителей колебаний являются также связями боковин
с надрессорной балкой в горизонтальной плоскости. Тележка
оборудована тормозным устройством, в состав которого входят
триангели с тормозными башмаками и колодками, рычаги, под-
вески триангелей. Каждая вторая тележка оборудована балкой
авторежимного устройства.
Боковые рамы и надрессорные балки отливают в соответствии
с ГОСТ 977—75 и ТУ 3-779—73, где определены технические
требования к литью, допускаемые отклонения размеров отливок
113
от номинальных, объем и методы исправления дефектов в отливках,
правила приемки, методы контроля отливок. Большая работа,
проведенная в промышленности по совершенствованию конструк-
ции и технологии изготовления тележки 18-100 производства УВЗ,
способствовала присвоению этой модели государственного Знака
качества.
Для вагонов промышленного транспорта и думпкаров вагоно-
строительной промышленностью освоено производство тележек
18-477.30, допускающих нагрузку от оси на рельсы до 35 тс.
Как и модель 18-100, тележка 18-477. 20 имеет две литые боковые
рамы и надрессорную балку. Колесные пары тележки имеют уси-
ленные колеса с диаметром по кругу катания 950 мм. Ось имеет
шейку диаметром 160 мм, подступичную часть диаметром 216 мм.
В буксовом узле применены два роликовых цилиндрических под-
шипника (160x290x80 мм). Тележка оборудована двумя пру-
жинными комплектами, каждый из которых состоит из семи двух-
рядных пружин. Гибкость рессорного подвешивания тележки
составляет 0,65 мм/тс. Тележки имеют клиновые гасители коле-
баний, обеспечивающие коэффициент относительного трения
0,08—0,1. Статический прогиб подвешивания под нагрузкой
брутто составляет 42 мм. Конструкционная скорость вагонов
на тележках 18-477.30 равна 70 км/ч. На отдельных участках
пути скорость движения вагонов на этих тележках можно повы-
сить до 100 км/ч. Вес тележки 5940 кгс.
Четырехосные тележки модели 18-101 (рис. 23) для восьмиосных
полувагонов и цистерн собирают из двух тележек 18-100 и связы-
вающей балки. Конструкция связывающей балки имеет два
варианта: цельнолитая и штампосварная. Двумя пятниками свя-
зывающая балка опирается на подпятники надрессорных балок
двухосных тележек. Своими скользунами связывающая балка
может опираться в кривых на скользуны надрессорных балок.
В середине связывающей балки расположен подпятник диаметром
450 мм, на который опирается пятник кузова восьмиосного вагона.
По бокам подпятника расположены скользуны, на которые в кри-
вых опираются скользуны кузова вагона. Связывающая балка
является наиболее массивным и трудоемким в производстве узлом
четырехосной тележки.
Для шестиосных вагонов магистральных и промышленных
железных дорог созданы трехосные тележки 18-102 и 18-522
(тележка для думпкаров). Тележка 18-102 (рис. 24) имеет две
боковые рамы сочлененного типа, которые обеспечивают равно-
мерную передачу нагрузки на все три колесные пары. Каждая
боковая полурама опирается одним концом непосредственно на
корпус буксы крайней колесной пары, а другим — на дальний
конец балансира, опирающегося на корпус буксы средней колесной
пары. Нагрузка от кузова вагона передается через Н-образную
шкворневую балку на надрессорные балки, опирающиеся на
пружинные комплекты подвешивания. Каждый пружинный
114
Рис. 24. Тележка 18-102:
колесная пара; 2 — боковниа; 3 — надрессорная балка; 4 — шкворневая балка; 5 — балансир; 6 — подвешивание;
7 — опорный узел
115
комплект подвешивания (одной боковой полурамы) состоит из
четырех двухрядных пружин и одного фрикционного гасителя коле-
баний, имеющего габаритные размеры такие же, как у двухрядной
пружины. Статический прогиб подвешивания тележки состав-
ляет 48 мм под нагрузкой брутто, а коэффициент относительного
трения равен 0,08—0,12. Благодаря шарнирной связи боковых
полурам с балансирами средней колесной пары трехосная те-
лежка без затруднения вписывается в кривые.
Для вагонов рефрижераторной секции промышленность про-
изводит двухосные тележки КВЗ-И2 (рис. 25). Тележка имеет
двойное подвешивание: буксовое из витых пружин и центральное
люлечного типа с листовыми рессорами. Основными узлами те-
лежки являются: Н-образная сварная рама, буксовое подве-
шивание, центральное подвешивание (люлька), колесные пары,
тормозная рычажная передача. Вес тележки 7360 кгс, база 2400 мм,
расстояние между осями скользунов 1524 мм. Поперечная база
буксового подвешивания 2036 мм, центрального 1524 мм. Ста-
тический прогиб от веса брутто 84 тс для буксовой ступени равен
45 (44) мм, для центральной ступени 61 (60) мм. Полный статиче-
ский прогиб от веса брутто 84 тс равен 106 (104) мм.
Тележки КВЗ-И2 выпускают в двух модификациях (I и
II группы). Тележки I группы подкатывают под рефрижератор-
ный вагон со стороны грузового отделения, а тележки II группы —
со стороны машинного отделения. Параметры тележек II группы
были даны в скобках. На тележку II группы приходится не-
сколько большая нагрузка от тары, чем и вызвана необходимость
производства тележек двух модификаций.
Рама тележки КВЗ-И2 сварная из элементов, заготовленных
из прокатных стальных профилей и листа. Продольные и попе-
речные балки рамы имеют замкнутое коробчатое сечение. Надрес-
сорная балка тележки сварная из листовых элементов. Подпятник
прикреплен к надрессорной балке заклепками. Конструкционная
скорость вагонов на тележках КВЗ-И2 равна 120 км/ч.
В последние годы БМЗ и ВНИИВ разрабатывают новую те-
лежку для рефрижераторных вагонов, которая будет иметь умень-
шенный собственный вес (до 6,5 тс).
§ 15.	ТЕЛЕЖКИ ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
Для пассажирских вагонов, выпускаемых промышленностью
СССР, в основном применяется тележка КВЗ-ЦНИИ. Тележки
этого типа (рис. 26) можно подкатывать под все пассажирские
вагоны дальнего и межобластного сообщения и под прицепные
вагоны пригородных электропоездов. По грузоподъемности те-
лежки КВЗ-ЦНИИ изготовляют двух типов: I — с допускаемой
нагрузкой от кузова на опоры не более 24,2 тс; II — не более
28,5 тс. По внешнему виду эти тележки отличаются в основном
числом гасителей колебаний в центральном подвешивании: в те-
116
Рис, 26. Тележка КВЗ-ЦНИИ
117
лежках типа 1 установлено по одному Гасйтелю колебаний с каж-
дой ее стороны, а в тележках типа II — по два. Тележки типа I
можно подкатывать под пассажирские вагоны локомотивной
тяги и прицепные вагоны электропоездов, а тележки типа II —
под вагоны-электростанции, багажные и почтовые вагоны.
Тележка типа I имеет следующие основные параметры: вес
7100 кгс; база 2400 мм; поперечная база подвешивания (и буксо-
вого и центрального) 2036 мм; статический прогиб от веса брутто
буксовой ступени 50 мм, центральной 155 мм; коэффициент отно-
сительного трения буксовых гасителей 0,05—0,07; коэффициент
сопротивления гидравлических гасителей тележки в вертикальном
направлении 75—100 кгс-с/см; угол наклона гасителей к горизон-
тали 35°; момент трения в опорах кузова на тележку под дей-
ствием веса брутто 2—2,8 кгс-м; расстояние между осями сколь-
зунов 1524 мм.
Основными узлами тележки являются рама, центральное и
буксовое подвешивание, колесные пары с буксами, тормозное
устройство. Сварная рама тележки имеет Н-образную конструк-
цию. Продольные и поперечные балки рамы имеют замкнутое
коробчатое сечение. Верхний и нижний листы поперечных балок
перекрывают продольные балки в средней их части. В продоль-
ных балках размещены окна для пропуска люлечных тяг-подве-
сок. В раме тележки имеются вспомогательные продольные
балки, служащие для подвешивания рычагов тормозной пере-
дачи. Посередине продольных балок рамы предусмотрены крон-
штейны для крепления верхних проушин гидравлических гаси-
телей колебаний.
Центральное подвешивание тележки имеет люлечную кон-
струкцию и выполнено из витых пружин. Два пружинных ком-
плекта центрального подвешивания имеют по две трехрядные
пружины. Колебания в центральной ступени подвешивания гасят
наклонно установленные гидравлические гасители. К элементам
люльки относятся вертикально расположенные люлечные тяги-
подвески с шарнирными серьгами, на которые опираются литые
поддоны. На поддоны установлены пружинные комплекты. На по-
следние опирается надрессорная балка, по концам которой преду-
смотрены кронштейны для установки нижних проушин гидрав-
лических гасителей. Кузов опирается на скользуны надрессорной
балки. Для ограничения поперечных колебаний люльки на стой-
ках скользунов размещены упругие резинометаллические упоры.
Для реализации в опорах кузова на скользуны нормируемого
момента трения надрессорная балка связана с рамой тележки
продольными поводками с резинометаллическими упругими эле-
ментами по концам. Поводки расположены центрально-симме-
трично относительно шкворня. В качестве пары трения в скользу-
нах использована сталь по серому чугуну или композиции КСГ.
Буксовое подвешивание тележки выполнено из витых пружин
и снабжено клиновыми гасителями колебаний. Эта ступень под-
118
вешивания выполняет не только
назначение первичного подрес-
соривания, но и обеспечивает
упругую связь колесной пары
с рамой тележки в горизон-
тальной плоскости.
Часть тележек выпускают
с генераторами, обеспечиваю-
щими электроснабжение ваго-
нов. Генератор приводится в
действие от оси текстропно-кар-
данным приводом. Конструкция
соответствующего буксового
узла колесной пары позволяет
разместить на торце оси шкив
клиноременной передачи. Рама
тележки с приводом снабжена
концевой поперечной балкой,
на которой подвешен генератор,
ведомый шкив привода с натяж-
ным устройством и карданный
вал.
Для моторных вагонов элек-
тропоездов промышленность вы-
пускает несколько типов теле-
жек, отличающихся мощностью
тягового двигателя и конструк-
цией привода. Например, те-
лежка моторных вагонов элек-
тропоезда ЭР-2 (рис. 27) имеет
следующие основные параметры:
вес (с тяговыми двигателями)
14 700 кгс; база 2600 мм; рас-
стояние между осями скользу-
нов 1240 мм; поперечная база
подвешивания 2130 мм; статиче-
ский прогиб подвешивания от
веса брутто—буксовой ступени
53 мм, центральной 131 мм; коэф-
фициент относительного трения
буксовых гасителей 0,1—0,15;
коэффициент сопротивления ги-
дравлических гасителей тележек
в вертикальном направлении
100—140 кгс-с/см; угол наклона
гасителя к горизонтали 35°.
Момент трения в опорах кузова
на тележку 2,4—2,8 кгс-м.
0901®
Рис. 27. Тележка моторного вагона электропоезда ЭР-2
119
Рама тележки Н-образной формы сварена из штампованных
элементов. Продольные и поперечные балки рамы коробчатого
замкнутого сечения. На раме тележки укреплены кронштейны
для установки гасителей колебаний, тормозных цилиндров и
продольных поводков связи надрессорной балки с рамой. Снизу
рамы приварены литые буксовые направляющие, на которых
болтами укреплены чугунные наличники, образующие буксовые
челюсти. Поперечные балки рамы служат для подвески тяговых
двигателей и редукторов, поэтому они имеют развитое сечение
сложной конструкции и снабжены соответствующими кронштей-
нами, упорами, отверстиями под болты и т. п.
Буксовое подвешивание выполнено из витых пружин, которые
через опорные стаканы и резиновые прокладки опираются на
буксовый балансир, шарнирно подвешенный снизу корпуса буксы.
На раме тележки над буксовым узлом установлен дисковый
фрикционный гаситель с неупругим сопротивлением, не завися-
щим от нагрузки.
Центральное подвешивание тележки выполнено люлечным
и имеет два пружинных комплекта. В каждый комплект входят
две двухрядные пружины, установленные в стальной литой поддон.
Двумя парами серег поддон подвешен на люлечных подвесках,
которые, в свою очередь, через специальные валики подвешены
на продольной балке рамы. Надрессорная балка тележки выпол-
нена из листовых и литых элементов. Литыми выполнены конце-
вые части надрессорной балки, опирающиеся на пружинные ком-
плекты подвешивания. На надрессорной балке приварены литые
опоры скользунов. Скользуны тележки выполнены из серого
чугуна или из древесно-слоистого пластика. В середине надрес-
сорной балки размещено гнездо шкворня. Шкворень на болтах
прикреплен к раме кузова, а в гнезде надрессорной балки он за-
тянут упругим элементом и резиновой втулкой, в которой завул-
канизирована пружина.
Для реализации момента трения в опорах кузова на скользуны
и передачи тяговых и тормозных усилий надрессорная балка
связана с рамой тележки продольными поводками, располо-
женными симметрично относительно продольной оси тележки.
Для ограничения боковых перемещений кузова при колебаниях
на люльке надрессорная балка оборудована упругими упорами,
а продольные балки рамы тележки — жесткими. Номинальный
зазор между упорами, соответствующий наибольшей амплитуде
боковых колебаний кузова, составляет 45 мм. Вертикальный
зазор между надрессорной балкой и продольной балкой рамы
тележки установлен равным не менее 35 мм.
Колесные пары моторной тележки — нестандартные. Их ко-
леса собраны из литых спицевых центров и бандажей. Диаметр
круга катания колес 1050 мм. Одно колесо каждой колесной пары
снабжено фланцем, к которому на болтах прикреплен венец зуб-
чатого колеса редуктора. Со стороны этого колеса на оси уста-
120
новлены подшипники корпуса редуктора, смонтированные в опор-
ном стакане редуктора. Корпус редуктора, состоящий из двух
половин, прикреплен болтами к фланцу опорного стакана, через
который он опирается на подшипники, а через них — на ось
колесной пары. Со стороны поперечной балки рамы тележки ре-
дуктор подвешен к кронштейну этой балки при помощи специаль-
ного устройства, состоящего из стержня, резинометаллических
амортизаторов, гаек, контргаек и предохранительных деталей.
Ведущая шестерня редуктора, насаженная на короткий вал
привода, размещена в корпусе редуктора на роликовых цилин-
дрических подшипниках. Смазка для подшипников — конси-
стентная, а для зубчатой передачи — жидкое минеральное масло,
которое заливают в корпус редуктора.
В тележках электропоезда ЭР-2 установлены тяговые двига-
тели УРТ-ПОБ. Двигатели имеют опорно-рамную подвеску и
укреплены на поперечных балках рамы в нижней части болтами,
а в верхней части — клиньями. Тяговый момент от вала двига-
теля на ведущую шестерню редуктора передается через упругую
муфту. Эта муфта состоит из двух стальных фланцев, жестко
посаженных на валы двигателя и шестерни, и многослойного
резинокордного элемента, закрепленного на фланцах при помощи
полуколец и болтов. Одна букса каждой колесной пары обору-
дована специальным заземляющим устройством, которое исклю-
чает повреждение буксовых подшипников электрическим током.
Конструкционная скорость, которую обеспечивают тележки
электропоезда ЭР-2 как по параметрам тяговых двигателей, так
и по ходовым качествам, составляет 130 км/ч.
§ 16.	ОСОБЕННОСТИ ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ ЗАРУБЕЖНЫХ
ВАГОНОВ
i Железнодорожные вагоны в различных странах мира суще-
ственно различаются конструкцией ходовых частей. В странах
Западной Европы в парке грузовых вагонов преобладают двух-
осные, в то время как парк пассажирских вагонов в основном
состоит из четырехосных. Вместе с тем на железных дорогах
стран Западной Европы наблюдается тенденция увеличения про-
изводства четырехосных грузовых вагонов. На железных дорогах
стран — членов МСЖД в качестве типовой тележки грузовых
вагонов принята модель Г25С. Эта тележка (рис. 28) рассчитана
на нагрузку 20,0 тс от оси на рельсы и допускает скорость 120 км/ч.
Тележка имеет буксовое подвешивание с фрикционными гасите-
лями колебаний и коэффициентом относительного трения, про-
порциональным нагрузке. Тележку Г25С выпускают в несколь-
ких модификациях (Г25С5, T25CSS, T25CSS1-, Г25Ст и T25Cs2).
Тележки всех модификаций, кроме Г25Ст, имеют сварные рамы,
а тележка Г25Ст — сварно-литую.
Рамы тележек всех модификаций имеют жесткую замкнутую
конструкцию, состоящую из двух продольных, одной шкворневой
121
; Г РисЛ28. Тележка Г-25С
и двух концевых поперечных балок. В середине тележки концевые
балки соединены со шкворневой средними продольными балками,
на которых прикреплены вертикальные тормозные рычаги.
У сварной рамы основные ее балки (продольные и шкворневые)
выполнены из листовых элементов и имеют коробчатое сечение.
Концевые и средние продольные балки выполнены из швеллеров.
В этом случае буксовые челюсти рамы выполнены в виде стальных
отливок и приварены к раме тележки. В сварно-литой раме шквор-
невая балка и боковые балки с буксовыми челюстями выполнены
в виде отдельных стальных отливок и сварены вместе. Концевые _
и средние продольные балки изготовлены из швеллеров.
Подпятник тележки — сферический с накладкой из синтети- -
ческого материала. В последних модификациях тележки (r25Css
и Г25С52) использованы упругие скользуны с накладками из
синтетического материала. Жесткость пружин в скользунах по- •
добрана так, чтобы обеспечить в порожнем режиме момент трения
в скользунах равным 1,0 тс-м, а в груженом 2,2 тс-м.
Подвешивание в тележках Г25С выполнено билинейным. '
Гибкость подвешивания одной тележки при нагрузке на пятник '
до 12,6тс составляет3 мм/тс. При нагрузке свыше 12,6 тс гибкость /
снижается до 1,0 мм/тс. Билинейность подвешивания достигнута
Рис. 29. Тележка <Минден-Дейтц»
122
благодаря применению пружин разной высоты. При нагрузке на
пятник до 12,6 тс усилие воспринимают наружные пружины
двухрядных пружинных комплектов, а при большей нагрузке
в работу включаются и внутренние пружины. Вес тележки E25Cs2
составляет 4,4 тс. В качестве материала для основных несущих
элементов рамы тележек Г25С использована углеродистая сталь
с пределом прочности 48 кгс/мм2.
Промышленность США для грузовых вагонов железных дорог
США и Канады производит тележки многих типов. Большинство
из них по своей конструкции подобны тележкам ЦНИИ-ХЗ-0
и известным в СССР тележкам «Даймонд». Эти тележки имеют сталь-
ные литые рамы, центральное рессорное подвешивание и фрик-
ционные (в основном клиновые) гасители колебаний.
Конструкции тележек пассажирских вагонов в странах Европы,
Америки и Азии очень разнообразны и существенно различаются
в зависимости от класса вагона или поезда. За типовую для ва-
гонов дальнего следования на железных дорогах Западной Европы
принята тележка, прототипом которой послужила тележка «Мин-
ден-Дейтц» (рис. 29). Эта тележка имеет двойное подвешивание.
В конструкции буксового подвешивания, выполненного бесчелюст-
ным, предусмотрены устройства, обеспечивающие связь колесных
пар с рамой тележек в продольном и боковом направлениях. Эти
устройства состоят из плоских буксовых поводков 1 и 2 и гиб-
кой угловой связи 3, выполненных из рессорной стали. Прива-
лочные поверхности поводков снабжены треугольными шлицами
для надежного их крепления к кронштейнам рамы и крыльям
буксы, соответствующие поверхности которых имеют аналогичные
шлицы. Таким же образом укреплены на раме тележки угловые
связи. Достаточно жесткая связь колесных пар с рамой тележки
(гибкость связи в боковом направлении на одну колесную пару
составляет 0,4 мм/тс, а в продольном — в 8—10 раз меньше)
способствует тому, что виляние колесных пар совершается со
значительной длиной волны, составляющей в зависимости от
величины проката колес 17—24 м.
Особенностью узла соединения колесных пар с рамой является
отсутствие деталей, подверженных быстрому износу. (Подобная
конструкция буксовых связей применена в тележках отечествен-
ных вагонов Е и И метрополитена). При сборке тележек с такой
конструкцией связи колесных пар с рамой особое внимание обра-
щают на точность установки колесных пар (базу тележки выве-
ряют с точностью до 0,1 мм). Поводки связи колесных пар с рамой
крепят к корпусам букс и к раме тележки так, чтобы под номи-
нальной нагрузкой брутто в них практически не возникало на-
пряжений. Этого достигают в результате тщательной сборки
тележки и высокой точности изготовления деталей.
Демпфирование буксового подвешивания осуществлено ги-
дравлическими гасителями колебаний. Коэффициент сопротив-
ления гасителя составляет 25—30 кгс-с/см при гибкости одного
123
комплекта пружин буксового подвешивания 11 мм/тс. Усилие
сопротивления буксовых демпферов при ходе сжатия в 2 раза
больше, чем при ходе отдачи. Люлечное подвешивание тележки
выполнено из витых пружин в сочетании с гидравлическими гаси-
телями. В один комплект люлечных пружин входят две двухряд-
ные пружины. Гибкость комплекта составляет 23 мм/тс. Гидрав-
лические гасители колебаний в узле центрального подвешивания
установлены под углом 35° к горизонтали. Коэффициент сопро-
тивления одного гасителя при вертикальной установке состав-
ляет 35 кгс-с/см.
Характерной особенностью рассматриваемой тележки яв-
ляется ее универсальность. Тележки этого типа можно подкаты-
вать под вагоны весом 30—72 тс. В зависимости от веса вагона
меняют лишь пружины, продольные буксовые поводки и тормоз-
ное оборудование. В последние годы в конструкцию тележки
введены опоры на скользуны и продольные тяги, связывающие
надрессорную балку с рамой тележки. По концам продольные
тяги снабжены резинометаллическими упругими элементами.
Рама тележки и надрессорная балка сварены из листовых эле-
ментов из углеродистой стали с пределом прочности 52 кгс/мм2.
Вес тележки —5,5 тс.
В настоящее время во многих странах мира в подвешивании
вагонов все шире применяют пневматические упругие элементы.
Наиболее широко пневматическое подвешивание используют на
железных дорогах Японии, где пневморессоры применяют в те-
лежках не только пассажирских, но и грузовых вагонов.
Наиболее известна тележка с пневматическим подвешиванием
модели ДТ-200 (рис. 30) вагонов скоростного поезда линии Нью-
Токайдо (Япония), предназначенных для движения со скоро-
стями до 240 км/ч. Тележка оборудована двумя тяговыми двига-
телями мощностью по 185 кВт. Подвешивание в тележках двойное:
Рис. 30. Тележка DT-200
124
буксовое из витых пружин с гидравлическими гасителями коле-
баний и центральное безлюлечное из диафрагменных упругих
пневмоэлементов, воспринимающих как вертикальные, так и
горизонтальные (боковые) усилия. Вертикальные колебания в цен-
тральном подвешивании гасятся при помощи дросселей, уста-
новленных между упругими пневмоэлементами и дополнительными
резервуарами. Горизонтальные колебания гасятся горизонталь-
ными гидравлическими гасителями телескопического типа.
Колесная пара через корпус буксы связана с рамой тележки
продольными поводками. Такая связь в вертикальном направле-
нии совместно с пружинами буксового подвешивания обеспечи-
вает жесткость этой ступени подвешивания, равную НО кгс/мм.
Жесткость центрального подвешивания составляет 45 кгс/мм
в вертикальном направлении и 36 кгс/мм — в поперечном.
Рама тележки имеет замкнутую конструкцию и состоит из
двух продольных, двух концевых и одной средней балок. Все
балки имеют коробчатое сечение и сварены из листовых штампо-
ванных элементов. Средняя балка рамы имеет в центре гнездо
для шкворня, а по концам опорные скользуны, на которые опи-
рается своими накладками шкворневая балка. Расстояние между
центрами скользунов составляет 1300 мм. Шкворневая балка
тележки выполнена из двух коробчатых элементов, каждый из
которых служит дополнительным резервуаром пневморессор.
Вдоль шкворневой балки расположены два горизонтальных
гидравлических гасителя колебаний, каждый из которых одной
проушиной соединен со шкворневой балкой, а другой — с рамой
кузова.
По концам шкворневой балки (снизу) расположены кронштейны,
в каждом из которых при помощи резинометаллического сайлент-
блока укреплен конец продольного поводка. Другой конец по-
водка при помощи такого же сайлент-блока укреплен в кронштейне
на раме кузова. В центральном подвешивании тележки исполь-
зованы пневморессоры диафрагменного типа, расположенные
сверху шкворневой балки и служащие непосредственными опорами
кузова. Грузоподъемность одной пневморессоры составляет
10 500 кгс при давлении 4,6 кгс/см2. Эффективный диаметр пневмо-
рессор равен 535 мм. Арматура пневморессор выполнена из вы-
сокопрочных алюминиевых сплавов.
Колесные пары тележки имеют цельнокатаные колеса с диа-
метром по кругу катания 910 мм и снабжены буксовым узлом
с тремя подшипниками: двумя цилиндрическими роликовыми
и одним упорным шариковым. В буксах применено жидкое мине-
ральное масло. Тормоз тележки — дисковый гидропневматиче-
ский с электрическим управлением. Вес тележки с тяговыми
двигателями ~10 тс, ее база составляет 2500 мм. Тележка пред-
назначена для колеи 1435 мм.
В мировой практике вагоностроения известны и другие кон-
струкции тележки с пневматическим подвешиванием. Это
125
тележки пригородных вагонов типа «Пионер» для железных дорог
США, тележки Г28 для магистральных железных дорог Франции,
ФРГ и др.
§ 17.	ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ
ВАГОНОВ
Общая перспектива развития ходовых частей вагонов опре-
деляется перспективами развития всего железнодорожного транс-
порта и, в частности, подвижного состава. В настоящее время на
магистральных железных дорогах СССР для грузовых вагонов
допускаются нагрузки от колесной пары на рельсы до 22 тс.
Выпускаемые промышленностью тележки грузовых вагонов рас-
считаны на эту повышенную осевую нагрузку. В перспективе
предполагается повысить допускаемую осевую нагрузку для
грузовых вагонов до 25 тс, что потребует соответствующего уси-
ления всех элементов ходовых частей. Металлурги отрасли ваго-
ностроения изыскивают марки сталей с улучшенными прочност-
ными и технологическими показателями. Эти стали должны обес-
печить необходимую прочность узлов и деталей ходовых частей
при минимальном увеличении их веса.
Одним из важнейших требований на перспективу развития
ходовых частей вагонов является дальнейшая отработка кон-
струкции и совершенствование технологии производства серийно
выпускаемых тележек. Известно, например, что при существу-
ющей технологии производства в основных несущих деталях
тележки еще полностью не исключены разностенность, рыхлоты
и другие дефекты литья. Если эти дефекты останутся необнару-
женными, то могут стать концентраторами напряжений, очагами
нарушения целостности материала и причиной потери прочности
детали. Важнейшим средством обеспечения качества отливки
несущих деталей тележек является надежный неразрушающий
контроль, который уже начали внедрять в вагоностроении.
При существующей конструкции опоры кузова на тележку
через жесткий пятник возможна так называемая «перевалка»
кузова, при которой контакт между пятником кузова и подпят-
ником тележки происходит не по всей плоскости, а по кромке.
Это приводит к ухудшению динамических качеств вагона, к повы-
шенному износу элементов пятникового узла и даже к разрушению
той части надрессорной балки, которая находится под пятником.
Применение съемного подпятника, введение сферического узла
опоры на тележку или упругих боковых скользунов может спо-
собствовать существенному улучшению условий работы этого
узла.
Перспективны работы по совершенствованию рессорного под-
вешивания тележек грузовых вагонов. На существующих тележ-
ках с линейной жесткостью рессор статический прогиб подвеши-
вания грузового вагона вынужденно ограничен сравнительно
126
Небольшой величиной, не превышающей 50 мм под нагрузкой
брутто. При перевозке же легких грузов статический прогиб
подвешивания вагонов составляет 8—12 мм. С целью улучшения
ходовых качеств вагонов, в том числе при эксплуатации их в ре-
жиме малой нагрузки, в последние годы созданы тележки не-
скольких типов с нелинейным рессорным подвешиванием. Наи-
более приемлемым вариантом нелинейного подвешивания является
билинейное подвешивание.
Для улучшения динамических качеств ходовых частей в го-
ризонтальном направлении, уменьшения интенсивности виляния
и снижения боковых сил рекомендуется совершенствование пара-
метров поперечного подрессоривания и узла опоры кузова на
тележки. Рациональным является введение упругих скользунов
в узел опоры.
Конкретные параметры перспективных тележек грузовых ва-
гонов обоснованы многочисленными работами ВНИИВ, ЦНИИ
МПС, ЛИИЖТ и МИИТ. В этих работах рекомендовано исполь-
зовать одноступенчатое (центральное или буксовое) подвешивание,
воспринимающее как вертикальные, так и горизонтальные (бо-
ковые) динамические воздействия. Разность высот рессорного
подвешивания под нагрузкой брутто и нагрузкой тары может
достигать 45 мм. При этом желательно иметь статический прогиб
подвешивания под тарой около 20—25 мм. Для реализации таких
параметров по прогибу целесообразно иметь билинейное подве-
шивание с перегибом кривой жесткости в точке, расположенной
несколько выше точки статического прогиба в порожнем состоянии.
Горизонтальную жесткость подвешивания рекомендовано вы-
бирать равной 700—1200 кгс/мм на тележку. При использовании
центрального подвешивания между колесными парами и боко-
выми рамами необходима упругая связь в продольном и попереч-
ном направлениях. Опору боковых рам на корпус буксы при
этом целесообразно осуществлять через резинометаллический
упругий элемент с жесткостью 1000—1600 кгс/мм на один буксо-
вый узел.
Дальнейшему совершенствованию подлежат колесные пары
и буксовые узлы тележек. Продолжаются работы по изысканию
новых марок колесной и осевой сталей и улучшению технологии
производства колес и осевых заготовок. Одной из важных задач
в совершенствовании колесных пар тележек как грузовых, так
и пассажирских вагонов является создание и внедрение в произ-
водство буксовых узлов с открытыми осевыми центрами.
Дальнейшее совершенствование тележек пассажирских ваго-
нов связано со значительным повышением в перспективе скоростей
пассажирских поездов (до 200—250 км/ч). На перспективу про-
тотипом тележки пассажирского вагона может служить тележка
ТСК-1 (рис. 31), спроектированная для вагонов скоростного
поезда РТ-200. Эта тележка рассчитана на скорость движения
200 км/ч. Она имеет двойное подвешивание: буксовое из витых
127
пружин и центральное безлюлечное из упругих пневматических
элементов. В центральном подвешивании тележки ТСК-1 при-
менены пневматические упругие элементы диафрагменного типа
с резинокордной оболочкой модели 580X170. Опора кузова на
тележки осуществлена через скользуны. Надрессорный брус
связан с рамой тележки продольными поводками с резинометал-
лическими упругими элементами по концам. В буксовых узлах
тележки использовано по три подшипника: два роликовых для
восприятия радиальных сил и один шариковый — для восприя-
тия осевых сил. Тележки оборудованы дисковым и магнитно-
рельсовым тормозами. Для предотвращения заклинивания колес
при торможении тормоз снабжен электронным противогазным
устройством.
При отработке конструкции тележки ТСК-1 совершенствуют
узел упругой связи колесной пары с рамой тележки в продольном
и поперечном направлениях. Жесткость этой связи в продольном
направлении будет составлять 7500—8500 кгс/см, а в попереч-
ном 2300—2700 кгс/см на одну колесную пару. Статический про-
гиб буксового подвешивания увеличится до 50—60 мм при номи-
нальной нагрузке. Центральное подвешивание будет иметь ста-
тический эквивалентный прогиб 200—220 мм, а жесткость по-
перечного подрессоривания составит не более 700 кгс/см.
128
5 Л. Д. Кузьмич
Глава IV
ТОРМОЗНЫЕ УСТРОЙСТВА ВАГОНОВ
§ 18.	ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТОРМОЗНЫМ
УСТРОЙСТВАМ
Вагоны магистральных железных дорог, промышленного и
городского транспорта оборудованы тормозными устройствами,
необходимыми для замедления движения поезда или быстрой его
остановки при нормальных условиях эксплуатации или аварийных
ситуациях.
Конструкция тормозных устройств вагона определяется его
типом, грузоподъемностью, конструкционной скоростью и осо-
быми условиями эксплуатации. Основным традиционным спосо-
бом торможения, определяющим конструкцию тормоза, является
фрикционное торможение с пневматическим, электропневматиче-
ским и ручным управлением. В вагонах электропоездов, метро-
политена и трамвая применяется также электродинамическое
(реостатное или рекуперативное) торможение, а в вагонах скорост-
ных поездов и трамвая, кроме того, используется магнитно-рель-
совое торможение.
Основными узлами типового фрикционного тормоза (рис. 32)
вагона являются воздухораспределитель 5, запасной резервуар 4,
тормозной цилиндр 7, авторежимный регулятор 6 режима тормо-
жения (авторежим), тормозная магистраль 3 с концевыми кра-
нами 2 и соединительными рукавами 1, рычажная передача 8.
Для нормальной работы тормоз снабжен трубопроводами, кра-
нами, пылеловками, выпускными клапанами, стоп-кранами, регу-
лятором выхода штока или другими устройствами, компенси-
рующими износ тормозных колодок в эксплуатации. Вагоны
электропоездов, дизель-поездов, метрополитена и трамвая, кроме
того, оборудованы компрессорами, главными резервуарами, кра-
нами машиниста и другими средствами и приборами, обеспечи-
вающими работу и управление тормозом.
Для автоматического регулирования тормозной силы поезда
в тормозах вагонов можно применять авторежимы, скоростные
авторегуляторы и противогазные устройства. Авторежимы при-
меняют на всех вагонах, вес брутто которых резко отличается
от веса тары. Этот прибор служит для автоматического изменения
силы нажатия тормозных колодок в зависимости от загрузки
вагона. Если необходима реализация высокой тормозной эффек-
тивности при использовании повышенных значений коэффициента
130
сцепления колес с рельсами, то для предохранения колес от
скольжения по загрязненным рельсам скоростные вагоны обо-
рудуют противогазными устройствами.
Требования к тормозным устройствам при их проектировании
определяются нормативами и параметрами, устанавливаемыми
в техническом задании. При этом основными являются нормативы
допустимой длины тормозного пути вагона, предельные ускоре-
ния (замедления), требования по надежности и т. д. (см. § 9).
Указания по проектированию тормозов приведены в действующих
нормах расчета механической части вагонов. Согласно этим
указаниям тормоза грузовых вагонов в однородном поезде массой
до 10 тыс. т, обеспечивая необходимую эффективность торможения,
не должны вызывать продольных сил, превышающих 200 тс,
при условии, что каждый поглощающий аппарат в вагонах поезда
имеет энергоемкость Э 5= 0,055В, где В — вес брутто вагона.
При полном служебном торможении с любой скорости до
остановки, а также при регулировочных торможениях со скоро-
стей до 50 км/ч продольные усилия в поезде не должны превышать
150 тс. При регулировочных торможениях со скоростей свыше
50 км/ч, а также при электропневматическом торможении для
всех режимов и скоростей продольные усилия в поезде не должны
превышать 100 тс. Необходимую силу тормозного нажатия при
выбранном типоразмере тормозного цилиндра можно получить
применением соответствующего передаточного числа рычажной
передачи.
После выбора типоразмера тормозного цилиндра и определе-
ния передаточного числа рычажной передачи строят схему этой
передачи. Размеры рычагов, тяг, затяжек и других деталей пере-
дачи, их взаимное расположение выбирают так, чтобы при
средних значениях выхода штока, износа колодок и колес, сред-
нем положении регулировочных устройств рычажной передачи
5*
Рис. 32. Схема тормозного устройства вагона
131
рычаги в заторможенном состоянии занимали перпендикулярное
положение к тягам, затяжкам, штоку тормозного цилиндра,
т. е. к деталям, с которыми они соединены. При проектировании
рычажной передачи следует иметь в виду, что ее элементы и де-
тали не являются абсолютно жесткими. В сумме упругие дефор-
мации элементов рычажной передачи при торможении с учетом
передаточного числа могут составить существенную величину,
которую необходимо компенсировать соответствующим выходом
штока.
Рычажная передача вагонов должна обеспечивать гаранти-
рованный зазор между колесом и тормозной колодкой в отпу-
щенном состоянии тормоза. Обычно колодка от колеса отводится
под действием собственного веса триангеля или тормозной тра-
версы с башмаками. С этой целью центр тяжести узла распола-
гают на 40—50 мм ниже центра колесной пары, а подвески триан-
геля или тормозных траверс делают наклонными. При этом угол
между направлением силы тормозного нажатия и линией, про-
ходящей через центры нижнего и верхнего шарниров подвески,
при прижатой колодке и средних значениях износов должен быть
прямым.
Рычажная передача всех пассажирских и грузовых вагонов
снабжена ручным приводом тормоза с червячной или винтовой
передачей усилия от приводной рукоятки или маховика. Ручной
тормоз в основном выполняет функции стояночного. Расчетная
сила нажатия ручного тормоза при чугунных колодках в пасса-
жирских и рефрижераторных вагонах принята равной 4 тс,
а грузовых 2 тс. Передаточное число рычажной передачи ручного
тормоза выбирают таким, чтобы указанные значения сил нажатия
обеспечивались при усилии на рукоятке или маховике привода,
не превышающем 30 кгс.
Пассажирские вагоны скоростных поездов в дополнение
к основному колодочному или дисковому тормозу оборудуют
магнитно-рельсовым тормозом для сокращения длины тормозного
пути при экстренном торможении. Эффективность этого тормоза
не зависит от коэффициента сцепления колес с рельсом и поэтому
без опасения возникновения юза может быть принята достаточно
большой.
§ 19.	ТОРМОЗНЫЕ ПРИБОРЫ И МЕХАНИЗМЫ
Тормозное пневматическое оборудование вагонов всех типов
сходно по назначению и принципу действия, но различно по типо-
размерам, конструкции и другим специфическим признакам.
Все вагоны оборудованы тормозной магистралью, трубы которой
имеют диаметр 32 мм (1х/4"). Труба тормозной магистрали на
вагоне заканчивается концевыми кранами с диаметром проход-
ного сечения 33 мм. На магистральных вагонах всех типов, выпу-
скаемых промышленностью СССР, применены концевые краны
132
усл. № 190. На концевые краны навернуты наконечники соеди-
нительных рукавов. На всех вагонах, кроме оборудованных элек-
тропневматическим тормозом, применены рукава усл. № Р17
(ГОСТ 2593—69).
; Через тройник-пылеловку (усл. № 573) и разобщительный
кран усл. № 372 (ГОСТ 2608—74) с тормозной магистралью со-
единен воздухораспределитель, являющийся основным прибором
управления тормозом на вагоне. Он предназначен для изменения
давления воздуха в тормозном цилиндре в зависимости от давле-
ния в тормозной магистрали и режима работы тормоза. С воздухо-
распределителем соединены трубопроводами запасной резервуар
и авторежим, а с последним, также трубопроводом соединен тор-
мозной цилиндр. В вагонах, где установка авторежима не пре-
дусмотрена (пассажирские вагоны малой вместимости), тормозной
цилиндр соединен непосредственно с воздухораспределителем.
Все грузовые магистральные вагоны оборудованы воздухо-
распределителями усл. № 270-005-1. Данный воздухораспреде-
литель (рис. 33) имеет диафрагменно-клапанную конструкцию
и состоит из трех основных узлов: главной части 1 воздухораспре-
делителя (усл. № 270-023) с отпускным клапаном 6, магистраль-
ной части (усл. № 270.1000) 4 с переключателем равнинного и
горного режимов 5, двухкамерного резервуара (усл. № 295-001) 2
с переключателем грузовых режимов. Переключение грузовых
режимов происходит при помощи эксцентрикового вала 3, снаб-
женного ручкой переключателя. Положения ручки соответствуют
режимам: груженый (Г), средний (С) и порожний (П). При обо-
рудовании вагона авторежимом эксцентриковый вал устанавли-
вают в положение груженого режима, а его ручку снимают.
Воздухораспределитель обеспечивает следующие тормозные
параметры: зарядное давление при равнинном режиме 5,3—
5,5 кгс/см2, при горном 6,3—6,5 кгс/см2, скорость тормозной
волны при экстренном торможении 230 м/с, при полном служеб-
ном 210 м/с. Время наполнения тормозного цилиндра (до давле-
ния 3,5 кгс/см2) при экстренном торможении составляет 15—20 с.
Давление в тормозном цилиндре при груженом режиме равно
3,9—4,3 кгс/см2, при среднем 2,4—3,0 кгс/см2, при порожнем
1,4—1,8 кгс/см2. Время отпуска после полного служебного тормо-
жения при равнинном режиме не более 35 с.
При повышении давления в тормозной магистрали воздухо-
распределитель заряжает запасной резервуар до давления, соот-
ветствующего режиму включения его магистральной части (рав-
нинному или горному). Запасной резервуар соединен с воздухо-
распределителем через патрубок на двухкамерном резервуаре.
Объем запасного резервуара выбирают в зависимости от размера
тормозного цилиндра, так как для обеспечения расчетного давле-
ния в тормозном цилиндре при экстренном торможении требуется
определенное соотношение объемов цилиндра и запасного резер-
вуара. Так, для тормозного цилиндра диаметром 356 мм (14"),
133
Рис. 33. Воздухораспределитель (усл. Лз 270-005-1)
134
который обычно устанавливают на четырехосных грузовых ваго-
нах, используют запасной резервуар емкостью 78 л. На восьми-
осных вагонах, где применяют тормозные цилиндры диаметром
400 мм (16"), устанавливают запасные резервуары емкостью 135 л.
Тип запасных резервуаров, основные размеры, технические тре-
бования, методы испытаний и правила маркировки регламентиро-
ваны ГОСТ 1561—75.
При снижении давления в тормозной магистрали вагона (из-за
утечек) менее 0,2 кгс/см2 за 1 мин торможения происходить не
будет, однако способность к торможению сохранится, так как
давление в запасном резервуаре при этом не снижается. При
более резком темпе снижения давления в тормозной магистрали
воздухораспределитель отключает тормозной цилиндр от атмо-
сферы и соединяет его с запасным резервуаром через авторежим.
Давление в тормозном цилиндре устанавливается в зависимости
от величины загрузки вагона.
Тормозной цилиндр является силовым органом, создающим
необходимую тормозную силу за счет давления сжатого воздуха,
поступающего из запасного резервуара через воздухораспредели-
тель и авторежим. Все четырехосные грузовые вагоны, выпускае-
мые промышленностью СССР, оборудованы тормозными цилин-
драми усл. № 188Б, имеющими внутренний диаметр 356 мм и ход
поршня 240 мм. Тормозной цилиндр (рис. 34) состоит из чугун-
ного корпуса 4, передней 5 и задней 1 крышек, свободно враща-
ющегося поршня 2 с полым штоком 3, отпускной пружины 6.
На задней крышке 1 размещено резьбовое отверстие для патрубка
трубопровода, соединяющего цилиндр с авторежимом. На зад-
ней крышке 1 предусмотрено место «мертвой точки» для установки
кронштейна горизонтального рычага. Конец штока, выходящий
из передней крышки, оборудован головкой с отверстием для
установки пальца горизонтального рычага. Тормозной цилиндр
135
Рис. 35. Авторежимный регулятор режима
торможения (усл. № 265А.ООО)
на раме вагона укрепляют болтами, для чего на корпусе цилиндра
сделаны четыре привалочные лапы с отверстиями.
На всех грузовых вагонах обычно использованы авторежимы
усл. № 265А.000 (рис. 35), устанавливаемые сбоку хребто-
вой балки над тележкой. Такой авторежим, состоящий из
управляющей части (демпфера) 1, воздушного реле давления 2
и кронштейна 3, устанавливают на раме вагона так, чтобы пята 4
опиралась на плиту опорной балки, закрепленной на боковых
рамах тележки. Если вагон порожний, то воздушное реле при
торможении устанавливает наименьшее давление в тормозном
цилиндре (1,0—1,4 кгс/см2), а если вагон загружен на 70% и
более, то давление составит 3,8—4,3 кгс/см2. Управляющая
часть авторежима, имеющая устройство воздушного демпфера,
не вызывает колебаний давления в тормозном цилиндре при
воздействии на механизм авторежима колебаний кузова на пру-
жинах упругого подвешивания.	|
Пассажирские вагоны локомотивной тяги, выпускаемые про-
мышленностью СССР, оборудованы электропневматическим тормо-
зом с управлением по двухпроводной электрической схеме. В ка-
честве основного органа управления тормозом использован
электровоздухораспределитель усл. № 305-000 (рис. 36), который
имеет диафрагменно-клапанную конструкцию и состоит из рабо-
чей камеры 1 объемом 1,5 л, электрической части 2 с пневмати-
136
Рис. 36. Электровоздухораспределитель (усл. № 305-000)
137
ческим реле и переключательного клапана 3. На рабочей камере
укреплен воздухораспределитель усл. № 292-001, который вы-
полняет назначение резервного. Этот воздухораспределитель всту-
пает в действие при любой разрядке тормозной магистрали. Рабо-
чая камера вместе с установленными на ней электровоздухо-
и воздухораспределителями укреплена на кронштейне тормозного
цилиндра.
Воздухораспределитель (рис. 37) состоит из трех частей:
корпуса 1, крышки 2 и ускорителя 6 экстренного торможения.
Трубопровод от тормозной магистрали через тройник-пылеловку
и разобщительный кран присоединен к патрубку 5 на ускорителе 6
экстренного торможения воздухораспределителя. В крышке воз-
духораспределителя установлен фильтр 3 и расположена камера
дополнительной разрядки (КДР) объемом 1 л. В корпусе воздухо-
распределителя находится устройство (пробка) 4 переключения
режимов. Ручка этого устройства расположена сбоку корпуса
и имеет три положения: К — ускоритель экстренного торможения
пассажирских поездов нормальной длины; Д — то же, для длин-
носоставных пассажирских (более 20 вагонов) и грузовых поездов;
УВ — ускоритель экстренного торможения выключен.
Электровоздухораспределитель обеспечивает при работе сле-
дующие основные тормозные параметры: давление зарядки 5,0—
5,2 кгс/см2; время наполнения тормозного цилиндра (до давле-
ния 3,0 кгс/см2), равное 2,5—3,5 с; время отпуска до давления
гвз
Рис. 37. Воздухораспределитель (усл. М 292-001)
138
Рис» 38» Тормозной цилиндр (усл. № 501 Б)
в тормозном цилиндре 0,4 кгс/см2, равное 8—10 с. Электровоздухо-
распределитель получает питание постоянным током с номиналь-
ным напряжением 50 В.
Воздухораспределитель обеспечивает: время зарядки запасного
резервуара объемом 78 л до давления 4,8 кгс/см3, равное 130—
180 с; время наполнения тормозного цилиндра при экстренном
торможении в режиме К, равное 5—7 с, в режиме Д и УВ, рав-
ное 12—16 с; время отпуска до давления в тормозном цилиндре
0,4 кгс/см2 в режиме К, равное 9—12 с, в режиме Д и УВ, рав-
ное 12—14 с.
На всех пассажирских вагонах, выпускаемых промышлен-
ностью СССР, применены тормозные цилиндры усл. № 501 Б.
Диаметр этого цилиндра составляет 356 мм (14"), ход (как и у всех
типовых тормозных цилиндров магистрального подвижного со-
става) равен 240 мм. Тормозной цилиндр (рис. 38) имеет заднюю
крышку с кронштейном для крепления рабочей камеры электро-
воздухораспределителя. На этой же крышке предусмотрено место
для установки кронштейна горизонтального рычага (место «мерт-
вой точки»), С тормозным цилиндром принятого типоразмера
используют стандартный запасной резервуар (усл. № РЗ-78)
емкостью 78 л.
В связи с тем', что пассажирские вагоны оборудованы электро-
пневматическим тормозом, их тормозная магистраль имеет спе-
циальные соединительные рукава, обеспечивающие одновременное
соединение воздухопроводов и электропроводов электропневмати-
ческого тормоза двух смежных единиц подвижного состава.
Такой рукав (усл. № 369А) имеет головку с электроконтактами,
допускающую соединение с типовой головкой рукава (ГОСТ
2593—69). На тормозной магистрали пассажирского вагона вы-
полнено несколько отводов к кранам (усл. № 163) экстренного
торможения (стоп-краны), которые имеют клапанную конструк-
139
цию. Ручку стоп-крана, находящуюся в закрытом состоянии,
пломбируют. Для возможности отпуска тормозов одного вагона
вручную на трубе, соединяющей запасной резервуар с воздухо-
распределителем, установлен выпускной клапан усл. № 31.
Цепочки от ручки клапана выведены на обе стороны вагона и
внутрь его.
Пассажирские вагоны, имеющие сравнительно небольшое отно-
шение веса пассажиров к весу тары, не оборудуют авторежимными
регуляторами. Скоростные пассажирские вагоны оборудованы
противоюзными устройствами, к приборам которых относят осевой
датчик (механическое инерционное реле или тахогенератор) и
реле давления. Назначение противоюзного устройства заклю-
чается в быстром выпуске сжатого воздуха из тормозного цилиндра
в момент начала юза (скольжения колес по рельсам) и наполнении
цилиндра после прекращения юза. За один период торможения
противоюзные устройства могут срабатывать несколько раз, вы-
пуская воздух из тормозного цилиндра и снова наполняя его.
В связи с этим, кроме обычного запасного резервуара, в вагоне
с противоюзным устройством устанавливают питательные резер-
вуары суммарной емкостью 150—170 л. Эти резервуары получают
воздух непосредственно от тормозной или напорной магистрали
через обратный клапан. Питательный резервуар трубопроводом
связан с реле давления.
Осевой датчик (усл. № 390) укреплен на буксе, а его механизм
связан с осью колесной пары. При резком замедлении вращения
оси в результате торможения (начало юза) механизм датчика
приводит в действие устройство, замыкающее электрические
контакты, при этом срабатывает реле давления (усл. № 365)
и за время 0,2—0,3 с выпускает воздух из тормозного цилиндра.
После прекращения юза, когда колесная пара начнет вращаться
с нормальной скоростью, механизм датчика разомкнет электри-
ческие контакты. При этом реле давления соединит тормозной
цилиндр с питательным резервуаром. Наполнение тормозного
цилиндра до давления 4 кгс/см2 произойдет за 1,0 с. При электрон-
ном противоюзном устройстве вместо осевых датчиков инерционно-
механического типа в буксах устанавливают тахогенераторы пере-
менного тока, а в вагоне — электронный блок. Напряжение от
тахогенераторов поступает на электронный бл<^, выполняющий
функции логического элемента и выдающий сигнал на соответ-
ствующее исполнительное устройство или орган тормоза.
В качестве исполнительного органа для выпуска воздуха из
тормозного цилиндра в противоюзном устройстве вместо реле
давления (усл. № 365) можно использовать сбрасывающий кла-
пан (усл. № 391) совместно с реле давления (реле повторителем,
усл. № 304.002) или без него, если электропневматический тормоз
вагона оборудован прямодействующим электровоздухораспреде-
лителем (усл. № 371), в конструкции которого есть реле-повтори-
тель.
140
Вагоны электропоездов и дизель-поездов оборудованы компрес-
сорными установками для питания тормозов сжатым воздухом
и приборами управления тормозами всего поезда. В вагонах
электропоездов постоянного тока установлены электрокомпрес-
соры ЭК-7Б, в вагонах электропоездов переменного тока — элек-
трокомпрессоры ЭК-7В. Эти электрокомпрессоры отличаются
только типом электродвигателя. В первом использован электро-
двигатель постоянного тока ДК-409В на напряжение 1500 В,
во втором — электродвигатель переменного тока 548А на напря-
жение 220/380 В. Электродвигатели соединены с корпусом ком-
прессора на болтах через фланцы. Режим работы электрокомпрес-
соров — повторно-кратковременный с временем включения (ПВ)
до 50% и продолжительностью цикла не более 10 мин. Произво-
дительность электрокомпрессоров ЭК-7Б и ЭК-7В при давлении
нагнетания 8,0кгс/см3 составляет соответственно0,62 и 0,58 м3/мин,
потребляемая мощность 4,7 кВт.
Производительность электрокомпрессоров регулируют выклю-
чением электродвигателя. Для этой цели используют так называе-
мый регулятор давления, который обеспечивает автоматическое
включение и выключение электродвигателя компрессора при
заданных значениях давления в главных резервуарах. Регулятор
(усл. № АК-НБ) состоит из механизма с регулировочным устрой-
ством и электроконтактов. Механизм регулятора закрыт кожухом
и запломбирован. Регулятор давления установлен на головных
вагонах электропоездов и связан трубопроводом с напорной
магистралью, а электропроводом с цепью питания компрессорных
электродвигателей. При достижении в напорной магистрали,
а следовательно, и в главных воздушных резервуарах давления
8,0 кгс/см3 регулятор давления отключает все компрессорные
электродвигатели электропоезда, а при снижении давления в на-
порной магистрали до 6,5 кгс/см3 — включает их.
На каждом вагоне, оборудованном компрессором, размещен
главный резервуар, образованный двумя резервуарами емкостью
по 170 л. Компрессор через фильтр (усл. № 1ФК) засасывает
воздух и нагнетает его в главный резервуар. Воздух проходит
через маслоотделитель (усл. № Э-120 или 32.45.10.011) и обрат-
ный клапан (усл. № Э-155А). Главный резервуар снабжен пре-
дохранительным клапаном (усл. № Э-216), отрегулированным
на давление 8,2 кгс/см3. Вагоны электропоезда оборудованы
двумя магистралями: тормозной и напорной (питательной). Обе
магистрали имеют типовые концевые краны и стандартные кон-
цевые рукава. Внутренний диаметр труб магистралей 32 мм (I1//')-
Приборы управления тормозами электропоезда располагают
только на головном вагоне. К этим приборам (рис. 39) относятся
кран 1 машиниста (усл. № 334Э-1), электропневматический
вентиль 2 перекрыши, уравнительный резервуар 3, разобщитель-
ный кран 4, кран двойной тяги 5 и электропневматический кла-
пан 6 автостопа (усл. № 150И). Кран машиниста состоит из трех
141
Рис. 39. Приборы управления тормозом на головном вагоне электропоезда
ЭР-2
основных узлов: собственно крана (усл. № 334), редуктора
(усл. № 348) и контроллера (усл. № Ек-8АР). Через разобщи- ('
тельный кран и кран двойной тяги кран машиниста сообщен
соответственно с питательной (напорной) и тормозной магистра-
лями. Функции пневматического управления тормозом выполняет
собственно кран машиниста, а функции электропневматического )
управления — контроллер. Уравнительный резервуар объемом
12 л, присоединенный к крану машиниста, позволяет осуществ-
лять плавное ступенчатое торможение при пневматическом управ-
лении тормозом.
142
Электропневматический вентиль перекрыши позволяет при
электропневматическом управлении осуществлять торможение
без снижения давления в тормозной магистрали, а в случае исчез-
новения электропитания — автоматически обеспечивать (при тор-
мозном положении ручки крана машиниста) снижение давления
в тормозной магистрали. Совместное действие крана машиниста
и вентиля перекрыши обеспечивается автоматическими переклю-
чателями цепей управления, подведенными к вентилю и контрол-
леру крана машиниста. Для контроля давления в тормозной
магистрали (уравнительном резервуаре), питательной магистрали
и в тормозном цилиндре служат манометры, установленные в ка-
бине машиниста.
Электропневматический клапан автостопа предназначен для
экстренной разрядки тормозной магистрали при проезде запре-
щающего или требующего снижения скорости сигнала. После
проезда такого сигнала за 7 с до приведения тормозов в действие
клапан подает предупреждающий звуковой сигнал. В течение
этого времени машинист имеет возможность нажатием на рукоятку
бдительности предотвратить действие автостопа. Работа элек-
тро пневматического клапана автостопа регистрируется на ленте
скоростемера.
Собственно тормозное оборудование вагонов электропоездов
и дизель-поездов несущественно отличается от аналогичного
оборудования пассажирских вагонов локомотивной тяги. На
вагонах электропоездов использован электровоздухораспредели-
тель (усл. № 305-001), который в отличие от электровоздухо-
распределителя пассажирского вагона (усл. № 305-000) имеет
четырехпроводную электрическую схему. На вагонах дизель-
поездов использован электровоздухораспределитель (усл.
№ 305-000). В качестве резервного на всех вагонах электро-
поездов и дизель-поездов применен воздухораспределитель (усл.
№ 292-001), который используется также в пассажирских ваго-
нах локомотивной тяги.
В прицепных головных вагонах, оборудованных тележками
КВЗ-ЦНИИ, использовано такое же тормозное оборудование,
что и на пассажирских вагонах локомотивной тяги: тормозные
цилиндры диаметром 356 мм (усл. № 501 Б) и запасные резервуары
емкостью 78 л. На тормозных цилиндрах всех вагонов электро-
поездов и дизель-поездов установлены сигнализаторы отпуска
(усл. № 352). Этот прибор при наличии давления в тормозном
цилиндре замыкает цепь сигнальной лампы на пульте управления
в кабине машиниста.
Тормозная система моторных вагонов электропоездов обычно
имеет по четыре тормозных цилиндра на вагон (по одному на
каждую сторону тележки). Тормозные цилиндры одной тележки
при торможении наполняются воздухом из запасного резервуара
через электровоздухораспределитель, а тормозные цилиндры
другой тележки — от питательной магистрали через реле давле-
143
ния. Это реле (усл. № 304-002) является вспомогательным при-
бором к электровоздухораспределителю. Оно повторяет действия
электровоздухораспределителя и устанавливает в своих тормозных
цилиндрах такое же давление, как и электровоздухораспредели-
тель в своих. Между питательной магистралью и реле давления
расположены регулятор давления (усл. № 348-002), обратный
клапан и питательный резервуар емкостью 78 л. Специальным
прибором в системе тормоза электропоезда является автоматиче-
ский выключатель управления (усл. № Э-119Б или ПВУ-2),
который разрывает цепь управления электродвигателями при
давлении в тормозной магистрали ниже 4,0—4,5 кгс/см2.
Вагоны электропоездов, имеющих значительную вместимость,
оборудованы авторежимными регуляторами (усл. № 265В.000),
снабженными электрической контактной частью, вследствие этого
они автоматически регулируют не только давление воздуха
в тормозных цилиндрах в зависимости от числа пассажиров в ва-
гоне, но и величину пускового тока электродвигателей. Авторежим
(усл. № 265В.000) обеспечивает давление в тормозном цилиндре
при порожнем режиме 2,5—2,7 кгс/см2, а при груженом 3,8—
4,1 кгс/см2.
В вагонах скоростных поездов «Аврора» и РТ-200 применены
дисковые тормоза с расположением тормозных дисков по два на
каждой оси колесной пары. Каждый тормозной диск вагонов поезда
«Аврора» снабжен собственным тормозным цилиндром диаметром
203 мм (8"). На вагоне имеется запасной резервуар емкостью
55 л, дополнительный резервуар емкостью 10 л и питательный
резервуар, как на любом вагоне, оборудованном противогазным
устройством. Питание тормозных цилиндров каждой тележки про-
исходит от питательного резервуара через собственное реле давле-
ния (усл. № 365). В противоюзном устройстве вагонов поезда
«Аврора» применены осевые датчики (усл. № 390).
На каждые два диска (одной колесной пары) вагонов РТ-200
приходится один тормозной цилиндр диаметром 203 мм (8") со
встроенным регулятором выхода штока. Электропневматический
тормоз этих вагонов оборудован прямодействующим электровоз-
духораспределителем (усл. № 371). Электронное противоюзное
устройство вагонов работает совместно со сбрасывающим клапаном
(усл. № 391), выпускающим воздух из тормозного цилиндра при /
возникновении юза и подающим воздух в тормозной цилиндр до
восстановления в нем давления при прекращении юза.
Вагоны РТ-200 кроме дискового оборудованы и магнитно- -
рельсовым тормозом. На каждой тележке вагона установлено
по два стальных башмака этого тормоза. Каждый башмак подве-
шен на двух пневмоцилиндрах. Для опускания башмаков на рельсы •
сжатый воздух в пневмоцилиндры подается специальным реле дав- ;
ления в момент экстренного торможения. Одновременно от акку-
муляторной батареи на обмотки всех четырех башмаков магнитно-
рельсового тормоза подается напряжение. Башмаки опускаются
144
на рельс, и между обмотками их полюсов и рельсами возникает
сила магнитного притяжения. При снижении скорости вагона
до 10—15 км/ч подача напряжения к обмоткам башмаков при
помощи датчиков скорости прекращается. Тогда под действием
пружин, размещенных в пневмоцилиндрах, башмаки поднимаются
в нормальное транспортное положение, а торможение вагона
до полной остановки происходит только под действием дискового
тормоза. Номинальное напряжение питания обмоток башмаков
составляет 50 В, при этом расчетная сила притяжения башмака
к рельсу достигает 10 тс.
§ 20.	ТОРМОЗНЫЕ РЫЧАЖНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Для передачи усилия от штока тормозного цилиндра к тормоз-
ным колодкам служит рычажная тормозная передача. Схема
и конструкция рычажной передачи зависят от типа вагона, его
осности и конструкции тележек. Все грузовые вагоны на тележках
ЦНИИ-ХЗ-0 имеют рычажную тормозную передачу односторон-
него нажатия. Основными узлами и деталями рычажной тормозной
передачи являются: горизонтальные рычаги (один связан со штоком
тормозного цилиндра, а другой — с кронштейном «мертвой точки»);
затяжка, связывающая горизонтальные рычаги; тормозные тяги,
передающие усилия на рычажную передачу (рис. 40); тележки;
вертикальные рычаги 2, передающие усилия на горизонтальную
затяжку 5 и на триангели 1. Последние оборудованы башмаками
и колодками 4 и подвешены на боковых рамах тележки при по-
мощи специальных подвесок 3. Верхний конец крайнего верти-
кального рычага закреплен при помощи серьги 6 на кронштейне
надрессорной балки.
Для компенсации износа тормозных колодок и сохранения
необходимого выхода штока предусмотрены дополнительные регу-
лировочные отверстия в тормозных тягах, горизонтальных затяж-
ках и серьгах «мертвой точки». Кроме названного средства ди-
скретного регулирования длины элементов рычажной передачи,
в ее конструкции используют также автоматический регулятор
выхода штока тормозного цилиндра. Этот регулятор по мере
износа тормозных колодок автоматически укорачивает тормозную
тягу, на которой он установлен. Все магистральные вагоны, вы-
пускаемые промышленностью СССР, имеют бескулисный авторегу-
лятор одностороннего действия (усл. № 574Б). Максимальное
возможное сокращение длины авторегулятора за одно торможе-
ние составляет 10 мм. Полный рабочий ход винта до максималь-
ного износа колодок достигает 550 мм. Авторегулятор рассчитан
на передачу усилий до 8 тс.
Авторегулятор может иметь стержневой или рычажный привод.
В пассажирских вагонах применяют стержневой привод регу-
лятора (рис. 41), а в грузовых — рычажный. Авторегулятор
состоит из корпуса 1 с пружинно-фрикционным механизмом,
145
Рис. 40. Рычажная
передача тележки четырехосного грузового вагона
регулирующего винта и приводного упора 2. Основным геометри-
ческим параметром авторегулятора является установочный раз-
мер А, который соответствует средней величине зазора между
колодкой и колесом с учетом передаточного отношения тормозной
рычажной передачи. При чугунных колодках для четырехосных
грузовых вагонов А = 40-н55 мм, а для восьмиосных вагонов
А — 45н-60 мм. При композиционных колодках для четырех-
осных вагонов А = 35-4-50 мм, а для восьмиосных А = 40-4-55 мм.
Для пассажирских вагонов локомотивной тяги при композицион-
ных колодках А = 90н-120 мм.
Рычаги, тяги и затяжки в тормозных рычажных передачах
различных вагонов по конструкции весьма разнообразны. Все
эти детали изготовляют из углеродистой стали СтЗ или низко-
легированной стали 09Г2 (09Г2Д). Для уменьшения износа рыча-
гов и тяг в местах установки валиков отверстия в этих деталях
защищают запрессовываемыми втулками. Эти втулки изготовляют
из углеродистой стали и подвергают цементации или цианирова-
нию до твердости HRC 50—60. Для той же цели можно исполь-
Рис. 41. Схема установки регулятора рычажной передачи
146
зовать металлокерамические втулки, подвергаемые перед запрес-
совкой пропитке минеральным маслом. Валики, при помощи
которых тяги соединены с рычагами, а рычаги с триангелями
и затяжками, изготовляют из углеродистой стали Ст5, стали 40
и 45. Валики закрепляют шайбами и разводными шплинтами.
Рычажная тормозная передача на тележках грузовых вагонов
заканчивается триангелями, которые через колодки равномерно
передают усилие, приложенное к вершине каждого триангеля,
на два колеса одной колесной пары. Триангели (ГОСТ 4686—74)
состоят из швеллера, струны и распорки. На цапфы триангеля
надевают неповоротные башмаки тормозных колодок, наконеч-
ники и др. Все эти детали закрепляют на цапфе триангеля корон-
чатой гайкой с разводным шплинтом.
Башмаки триангеля (ГОСТ 3269—67) отливают из стали 15Л,
20Л и 25Л или из высокопрочного чугуна и подвергают затем
отжигу или нормализации. Башмаки служат для крепления на
них при помощи чеки тормозных колодок, которые являются
сменными деталями, обеспечивающими необходимое трение при
их прижатии к колесу. Вагоны оборудуют чугунными или пласт-
массовыми (композиционными) колодками. Чугунные колодки
(ГОСТ 1205—73 и ГОСТ 6921—74) отливают из серого чугуна
с содержанием углерода 2,8—3,4%, марганца 0,5—1,1, кремния
0,7—1,2, фосфора — не более 0,5, серы — не более 0,2%.
Композиционные колодки изготовляют из материала 8-1-66
по техническим условиям (ТУ 38-5-101—68). Эти колодки имеют
высокую износостойкость, а их коэффициент трения от скорости
движения зависит в малой степени. По конструкции компози-
ционные колодки взаимозаменяемы с чугунными. На башмаке
тормозные колодки крепят чекой (ГОСТ 1203—75), изготовленной
из углеродистой стали Ст5, Стб или пружинной стали.
Все грузовые вагоны на тележках с роликовыми подшипниками
оборудованы ручным (стояночным) тормозом. Привод ручного
тормоза смонтирован на раме вагона. Конструкция привода
ручного тормоза от типа вагона зависит в малой степени. Основ-
ными деталями этого привода на грузовом вагоне являются:
маховик, посаженный на вал червяка; червяк, сцепленный с чер-
вячным сектором; сектор, шарнирно связанный с тягой или
системой тяг ручного тормоза. Эти тяги идут к горизонтальному
рычагу, связанному со штоком тормозного цилиндра. На раме
вагона установлен фиксатор, обеспечивающий два положения
маховика с валом и червяком: рабочее, когда червяк сцеплен
с червячным сектором; отпускное, когда червяк расцеплен.
Тормозная рычажная передача (рис. 42) пассажирских вагонов
на тележках КВЗ-ЦНИИ (в том числе головных и прицепных
вагонов электропоездов) имеет привод от одного тормозного ци-
линдра и обеспечивает двустороннее тормозное нажатие на колес-
ную пару. Усилие от тормозного цилиндра 9 при помощи про-
межуточного горизонтального рычага 8 распределяется на две
147
148
стороны тележки и боковыми тягами 7 передается вертикальным
рычагам 6, подвешенным на раме тележки, и тормозным травер-
сам 5. Траверса представляет собой прямую балку коробчатого
сечения с приваренными ушками для соединения с нижними
проушинами вертикальных рычагов. Цапфы траверсы имеют
круглое сечение для установки поворотных башмаков. Башмак
тормозной колодки (ГОСТ 1204—67) надевают на цапфу траверсы
вместе с подвеской, которую подвешивают на специальном крон-
штейне рамы тележки. Для предотвращения проворота башмака
на цапфе траверсы его удерживают в нужном положении отно-
сительно подвески при помощи поводка с гайкой и пружины.
Башмак с подвеской закреплен на цапфе траверсы шайбой и раз-
водным шплинтом. Привод ручного тормоза состоит из рукоятки 1,
пары конических зубчатых колес 2, винта с гайкой 3 и системы
рычагов и тяг 4, подвешенных на раме вагона.
Тормозная рычажная передача вагонов электропоездов вы-
полнена с учетом специфики размещения тормозных цилиндров
и наличия тяговых двигателей в тележках. На моторных тележ-
ках размещено по два тормозных цилиндра, каждый из которых
имеет собственную рычажную передачу (рис. 43). Башмаки 4
левой и правой сторон тележек попарно связаны общими тра-
версами 3. На вагонах электропоездов установлены авторегуля-
торы рычажной передачи пневмомеханического действия. Меха-
низм регулятора 1 приводится в действие сжатым воздухом, по-
ступающим из тормозного цилиндра 2. Отверстие для отбора
сжатого воздуха из тормозного цилиндра расположено так, чтобы
при допускаемой величине хода штока оно было перекрыто порш-
нем тормозного цилиндра. При значительном ходе штока воздух
из тормозного цилиндра через это отверстие поступает в авторе-
гулятор, и последний укорачивает звено «мертвой точки» рычажной
передачи.
Все пассажирские вагоны (в том числе вагоны электропоездов)
оборудованы ручным стояночным тормозом, механизм которого
системой рычагов и тяг связан со штоком тормозного ци-
линдра.
Конструкция рычажной передачи дискового тормоза зависит
от числа применяемых тормозных цилиндров. Наиболее простой
рычажной передачей дискового тормоза является передача с тормоз-
ным цилиндром на каждый диск. В этом случае рычажная передача
состоит из пары рычагов, шарнирно связанных затяжкой и обра-
зующих клещевой механизм, и тормозных башмаков, шарнирно
соединенных с рычагами вертикальными валиками. Головки
валиков обычно служат ушками для подвески башмаков вместе
с рычагами на раме тележки. Концы тормозных рычагов соеди-
нены со штоком тормозного цилиндра и с корпусом. Каждая
пара рычагов снабжена пружиной для отвода накладок от диска.
Зазор между диском и тормозными накладками в отпущенном
состоянии тормоза составляет 1—3 мм.
149
В дисковом тормозе с одним цилиндром на два диска (в те-
лежках вагонов поезда РТ-200) усилие от тормозного цилиндра
к клещевому механизму каждого диска передается при помощи
трехплечего рычага и двух тормозных тяг. Тормозные цилиндры
со встроенными регуляторами выхода штока шарнирно закреп-
лены на кронштейнах поперечных балок тележки.
Тормозные башмаки дискового тормоза стальные литые. С тыль-
ной стороны они имеют специальные ушки для крепления тормоз-
ных рычагов, а с лицевой — клиновой паз для установки тормоз-
ной накладки. Для дискового тормоза тормозные накладки вы-
полняют из композиционного материала. Для установки на баш-
маке накладка имеет на тыльной стороне стальной клиновой
тыльник в виде ласточкина хвоста, укрепленный на ней специаль-
ными заклепками. Для закрепления накладки на башмаке снизу
его предусмотрен держатель, установленный на двух болтах со
стопорными шайбами.
Тормозной диск состоит из ступицы, запрессованной на ось
колесной пары, и венца, закрепленного на ступице шестью ра-
диально расположенными пружинными втулками. Ступица тор-
мозного диска изготовлена из углеродистой стали повышенного
качества, механические свойства которой близки к свойствам осе-
вой стали. Венец тормозного диска выполнен в виде двух рабочих
щек диаметром 620 мм, соединенных радиальными ребрами.
Венец изготовлен из серого чугуна СЧ 21-40 (ГОСТ 1412—70)
или из легированного чугуна.
§ 21.	ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТОРМОЗНЫХ УСТРОЙСТВ
Тормоза являются исключительно ответственным узлом, от
работоспособности, эффективности и надежности которого суще-
ственно зависит безопасность движения на железных дорогах.
В связи с этим совершенствованию тормозной техники уделяют
большое внимание. Направления совершенствования тормозной
техники на перспективу связаны с тенденциями повышения ско-
ростей движения и весовых норм поездов, требованиями обеспече-
ния безопасности движения, расширения автоматизации процессов
управления и обслуживания, повышения надежности конструкций,
уменьшения металлоемкости и снижения трудоемкости изготов-
ления и ремонта подвижного состава. Важнейшей задачей совер-
шенствования тормозной техники является повышение надежности
и обеспечение полной безотказности работы всех тормозных при-
боров между плановыми видами ремонтов.
К числу основных проблем, связанных с дальнейшим совер-
шенствованием тормознойтехники, относят: отработку и внедрение
в производство комплекса тормозных приборов, обеспечивающих
возможность электропневматического управления тормозными
процессами в пассажирских и грузовых поездах; достаточную
плавность, быстроту и равномерность действия при торможении
150
грузовых поездов весом до 10 000 тс и длиной состава 1300—
1500 м; надежность действия тормозов при температурах окружа-
ющего воздуха от —60 до 50° С.
В ближайшие годы предстоит закончить отработку конструк-
ции и начать серийное производство магистральной и главной
частей воздухораспределителя, являющегося модернизацией ти-
пового воздухораспределителя (усл. № 270). Новый воздухо-
распределитель (усл. № 483.000) будет иметь улучшенные техни-
ческие характеристики, в частности увеличенную скорость рас-
пространения тормозной волны (не менее 250 м/с) и меньшее
время отпуска (не более 30 с).
Широкое внедрение электропневматических тормозов позволит
повысить управляемость движением поездов в результате четкого
регулирования тормозной силы, сократить длину тормозного
пути, уменьшить продольные усилия в длинносоставных поездах
при изменениях режимов их ведения.
Дальнейшему совершенствованию подлежат приборы автома-
тического регулирования тормозной силы поезда: авторежимы
и противогазные устройства. Создан и осваивается в производстве
грузовой авторежим (усл. № 599) с временным контактом. В от-
личие от серийного прибора (усл. № 265), у которого механизм
управляющей части находится в постоянном движении из-за
колебаний кузова вагона на упругих элементах рессорного под-
вешивания, в авторежиме с временным контактом нет постоянных
колебаний механизма управляющей части, а нужный режим
торможения от погрузки до выгрузки вагона устанавливается
один-раз при торможении в процессе полного опробования тормо-
зов. Регулятор с временным контактом менее подвержен износу
и более надежен в эксплуатации.
Особое значение в связи с перспективой внедрения восьми-
осных вагонов имеет задача создания компактного тормозного
привода двухосной тележки грузового вагона с непосредственным
расположением на ней тормозной рычажной передачи и тормоз-
ного цилиндра. Перспективна также разработка системы тормоз-
ного привода с бесподвесочной траверсой, выполняемой за одно
целое с тормозными цилиндрами. При такой системе тормозного
привода до минимума сводится число его узлов и деталей, суще-
ственно уменьшается вес тормоза, освобождается подвагонное
пространство. Однако разработка подобной системы тормозного
привода может потребовать изменения и конструкции тележки.
Повышение скоростей движения, увеличение длины и веса
поездов связано с возрастанием расхода сжатого воздуха для
торможения. В связи с этим возникает необходимость сокращения
расхода воздуха на утечки и снижения сопротивления движению
воздуха в трубопроводах. Существенное значение имеет также
задача повышения чистоты воздухопроводов и их коррозийной
стойкости. Работы по совершенствованию тормозных воздухо-
проводов должны быть направлены на сокращение в них количе-
151
ства разъемных соединений, отработку сварных конструкций,
использование новых материалов (алюминиевых сплавов и нержа-
веющих сталей), исследование возможности применения облег-
ченных труб, создание новых конструкций разъемных соединений
труб, в том числе безрезьбовых, и т. д.
С целью уменьшения металлоемкости и трудоемкости изготов-
ления тормозных цилиндров ведется отработка технологии про-
изводства их штампосварных конструкций взамен литых чугун-
ных. Прогрессивной технологией изготовления тормозных ци-
линдров штампосварной конструкции является метод раскатки
штампованных корпусов роликами без последующей механиче-
ской обработки.
С повышением скоростей движения пассажирских вагонов
до 200 км/ч особое значение имеет отработка и внедрение в про-
изводство комплекса автотормозной техники для скоростного
подвижного состава и прежде всего надежного и эффективного
дискового и магнитно-рельсового тормоза. Возникла задача
создания компактного привода дискового тормоза в виде единого
блока, включающего тормозной цилиндр, клещевые рычаги и
регулятор выхода штока.
В последние годы особое значение приобрела проблема отра-
ботки автотормозной техники для подвижного состава, предна-
значенного к эксплуатации на. Байкало-Амурской магистрали.
Автотормозное оборудование этого подвижного состава должно
безотказно работать при температуре окружающего воздуха от
—60 до 50° С. При таких перепадах температур существенно
усложняются условия взаимодействия трущихся пар в тормозных
устройствах, условия работы резиновых деталей и смазочных
масел, металлических деталей и узлов, испытывающих динамиче-
ские нагрузки. Создание тормозной техники, предназначенной
для работы в данных условиях, потребует освоения производства
новых материалов, прежде всего специальных сталей с повышен-
ной ударной вязкостью, резин с пониженной температурой затвер-
девания и масел с меньшей зависимостью вязкости от темпера-
туры.
Глава V
АВТОСЦЕПНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ВАГОНОВ
§ 22.	ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К АВТОСЦЕПНОМУ
ОБОРУДОВАНИЮ
Все вагоны, выпускаемые в СССР для железных дорог колеи
1520 мм, оборудованы автосцепными устройствами, которые служат
для автоматического сцепления вагонов при формировании поезда,
передачи продольных сжимающих и растягивающих усилий
в поезде, а также ручного расцепления вагонов при маневрах.
В типовое автосцепное устройство (рис. 44) входят автосцепка 1,
поглощающий аппарат 4, тяговый хомут 3, центрирующий при-
бор 5, упорные угольники 2 и расцепной привод 6.
Общие требования к автосцепным устройствам и их установке
на вагонах магистральных железных дорог определены Прави-
лами технической эксплуатации железных дорог СССР (ПТЭ),
ГОСТ 3475—62 и Нормами для расчетов на прочность и проекти-
рование механической части новых и модернизированных вагонов
железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных).
| Автосцепное устройство вагона согласно ПТЭ и ГОСТ 3475—62
должно быть расположено так, чтобы его высота h над головкой
рельса у всех новых вагонов составляла 1040—1080 мм. Для
предварительных расчетов вновь проектируемых вагонов эту
высоту принимают равной 1060 мм. Автосцепное устройство ваго-
нов должно обеспечивать беспрепятственное прохождение сцеп-
ленными вагонами кривых участков пути. Грузовые и пассажир-
ские вагоны общесетевого назначения должны проходить участки
сопряжения прямых и кривых радиусами соответственно 80
и 120 м и S-образные кривые радиусами соответственно 120 и
170 м без переходных кривых и прямых вставок. Наибольшее
отклонение продольных осей сцепляемых автосцепок в горизон-
тальной плоскости, при котором обеспечивается автоматическое
сцепление вагонов, составляет 175 мм. Конструкция автосцепки
при некотором износе ее узлов и деталей должна обеспечивать
автоматическое сцепление при вертикальном смещении продольных
осей автосцепок до 150 мм. Для гарантии надежности сцепления
вагонов в поезде разница по высоте между продольными осями
сцепленных автосцепок согласно ПТЭ ограничена до 100 мм.
Детали автосцепного устройства по прочности должны удов-
летворять следующим основным требованиям:
наибольшие напряжения в корпусе автосцепки от сжимающей
153
Рис. 44. Типовое автосцепное устройство
или растягивающей силы 250 тс при разности уровней осей сцеп-
ления 50 мм не должны превышать предела текучести матери-
ала (Тт;
напряжения в упорных плитах, тяговых хомутах и клиньях
или валиках тяговых хомутов при наиболее невыгодном прило-
жении продольной сжимающей или растягивающей силы 250 тс
не должны превышать 0,75сгт;
| напряжения в передних и задних упорах автосцепного устрой-
ства при наиболее невыгодном приложении продольной сжима-
ющей или растягивающей силы 250 тс не должны превышать
напряжений, допускаемых для расчетного режима I (см. гл. II).
Перемычку, соединяющую угольники упора, рассчитывают на
" действие перерезывающей силы 100 тс.
Под наиболее невыгодным приложением продольной силы
понимают случай ее действия с перекосом, когда разность уров-
ней осей сцепления может достигать 100 мм, а на угольники
одного упора передаются усилия разной величины.
К поглощающим аппаратам автосцепного устройства помимо
требований по прочности предъявляют специальные требования,
определяемые назначением этих устройств. Продольная сила
между вагонами, возникающая при трогании с места и осажи-
вании однородного поезда весом до 10 тыс. тс, а также при ма-
невровых соударениях одиночных вагонов со скоростью не менее
7,5 км/ч, не должна превышать 200 тс. Силу закрытия аппарата,
на действие которой рассчитывают его прочность, принимают
равной 250 тс.
154
Энергоемкость поглощающих аппаратов определяют из рас-
чета на соударение со скоростью не менее 7,5 км/ч полностью
загруженных одиночных вагонов данного типа. При этом про-
дольное усилие между вагонами не должно превышать 200 тс.
Ориентировочно энергоемкость поглощающего аппарата Э = тк2/8,
где т — масса вагона брутто; v — скорость соударения. Энерго-
емкость аппарата пассажирских вагонов должна быть не менее
3 тс-м, а максимальное продольное усилие при их соударении
со скоростью до 7,5 км/ч — не более 150 тс.
Отдача поглощающего аппарата грузовых вагонов рекомендо-
вана не более 30%, а пассажирских — не более 50%, усилие
предварительной затяжки — соответственно не более 20 и 5 тс.
При статическом нагружении конечное усилие сопротивления
поглощающего аппарата грузового вагона должно быть не менее
100 тс, а пассажирского — не менее 75 тс. Поглощающий
аппарат должен обладать достаточно высокой надежностью,
износостойкостью, и не допускать ускорений при соударении
вагонов, превышающих уровень, определяемый принятыми нор-
мами.
Сложные условия эксплуатации автосцепного устройства обус-
ловливают высокие требования не только к конструкции его узлов
и деталей, но и к материалу и качеству изготовления. Материал
и качество изготовления литых деталей автосцепных устройств
регламентированы соответствующими техническими условиями
и стандартами. Корпус автосцепки, узлы механизма, тяговый
хомут и детали, передающие нагрузку на раму вагона, необхо-
димо изготовлять из соответствующих углеродистой и низколеги-
рованной сталей.
Механические свойства металла при этом могут несколько
различаться для разных деталей. Так, металл корпуса автосцепки
и тягового хомута должен иметь предел прочности 52—55 кгс/мм2
при пределе текучести не менее 30 кгс/мм2, относительном удли-
нении не менее 18% и ударной вязкости при —60° С не менее
2,5 кгс-м/см2. Металл деталей механизма сцепления и деталей,
передающих нагрузку на раму вагона, должен иметь предел проч-
ности не менее 45 кгс/мм2, предел текучести не менее 25 кгс/мм2,
ударную вязкость при 20° С не менее 5 кгс-м/см2 и т. д.
Все перечисленные детали автосцепного устройства подвержены
весьма интенсивному износу в эксплуатации, поэтому нуждаются
в периодическом ремонте для восстановления изношенных мест
наплавкой электродами. По этой причине содержание углерода
в стали для них ограничено 0,27%. Если в металле этих деталей
углерода содержится более 0,25%, то на них ставят знак
в виде буквы С, указывающий на необходимость при заварке
дефектов или наплавке изношенных поверхностей подогревать
ремонтируемую деталь до температуры 250—300° С.
В качестве материала для деталей поглощающего пружинно-
фрикционного аппарата применяют углеродистую сталь с повы-
155
шенным содержанием углерода или легированную сталь. В кон-
струкции гидравлических, гидропневматических, резинометалли-
ческих и других аппаратов помимо сталей используют и другие
материалы: бронзу, резину, пластмассы и т. п. Корпус пружинно-
фрикционного поглощающего аппарата отливают из стали 32Х06Л
или ЗОГСЛ (ГОСТ 977—75) и подвергают закалке и отпуску до
твердости НВ 207—277. Клинья и корпус аппарата изготовляют
штамповкой из стали 30 (ГОСТ 1050—74) и подвергают нитроце-
ментации или цементации с последующей закалкой и отпуском
до твердости HRC 50—64. Допускается изготовлять клинья
и конусы из стали 38ХС (ГОСТ 4543—71) с закалкой до твер-
дости НВ 341—477. Клин или валик тягового хомута, а также
упорную плиту и подвески центрирующего прибора рекомен-
дуется изготовлять штамповкой из стали 38ХС с последующей
закалкой и отпуском до твердости НВ 255—321.
В конструкции магистральных вагонов в зависимости от их
типа применяют несколько разновидностей автосцепных уст-
ройств. Основную разновидность автосцепного устройства
(ГОСТ 3475—62) применяют на четырехосных грузовых вагонах.
Характерной особенностью этого устройства является примене-
ние типовой автосцепки СА-3 и поглощающего аппарата Ш-1-Тм,
устанавливаемого в проем между упорами, равный 625 мм. Ход
аппарата 70 мм. Корпус автосцепки опирается на центрирующий
прибор без подпружинивания (см. рис. 44).
В пассажирских вагонах (в том числе электропоездов и ди-
зель-поездов) применяют автосцепное устройство, отличающееся
от предыдущего типом поглощающего аппарата и центрирующего
прибора. В этом устройстве применен резинометаллический по-
глощающий аппарат Р-2П.
В шести- и восьмиосных вагонах применяют так называемое
модернизированное автосцепное устройство (рис. 45), которое
существенно отличается от автосцепного устройства четырех-
осных вагонов по конструкции корпуса автосцепки 1, хомута 3,
узла 2 соединения корпуса с хомутом и центрирующего прибора 4.
Узел соединения корпуса автосцепки с тяговым хомутом выполнен
в отличие от соответствующего узла типового автосцепного уст-
ройства не с клином, а с валиком и сферическим вкладышем.
Модернизированное автосцепное устройство допускает исполь-
зование поглощающих аппаратов с ходом до ПО мм при стандарт-
ном расстоянии между упорами 625 мм. В модернизированном
автосцепном устройстве использован центрирующий прибор с под-
пружиненной опорой для хвостовика автосцепки.
Автосцепные устройства восьмиосных вагонов, имеющих зна-
чительную длину консолей, оборудованы специальным приспо-
соблением для принудительного отклонения автосцепки в кривых
участках пути (внутрь кривой) с целью облегчения при этом
сцепляемости вагонов. Такое приспособление в виде Л-образного
рычага (торсиона) крепят в кронштейнах на хребтовой балке
156
Рис. 45. Модернизированное автосцепное устройство
вагона и соединяют одним плечом с соединительной балкой че-
тырехосной тележки, а другим — с центрирующей балочкой
автосцепки.
§ 23.	конструкция АВТОСЦЕПКИ
В состав автосцепного устройства всех магистральных ваго-
нов входит автосцепка СА-3 (рис. 46), состоящая из корпуса и ме-
ханизма сцепления. Корпус автосцепки состоит из головной ча-
сти 2 и хвостовика 1. Два зуба 3 и 5 головной части и зев 4 корпуса
в плане имеют очертание, называемое контуром зацепления
(ГОСТ 21447—75). Головная часть корпуса автосцепки плавно
переходит в полый хвостовик, на конце которого предусмотрено
отверстие для установки тягового клина. Торец хвостовика имеет
цилиндрическую поверхность, что улучшает условия передачи
усилий на упорную плиту при действии на автосцепку сжима-
ющих сил и облегчает поворот автосцепки в плане.
В конструкции модернизированного автосцепного устройства
использована автосцепка с корпусом, отличающимся от корпуса
типовой автосцепки СА-3. Хвостовик корпуса модернизированной
автосцепки соединен с тяговым хомутом не клином, а валиком.
Торец хвостовика имеет сферическую поверхность, соответству-
ющую поверхности упорной плиты. Корпус автосцепки в модер-
низированном автосцепном устройстве снабжен специальным
предохранительным кронштейном, приваренным снизу малого
зуба. Когда разность уровней продольных осей сцепленных авто-
сцепок достигает 145 мм, большой зуб одной автосцепки опирается
на предохранительный кронштейн другой автосцепки, что пре-
пятствует их расцеплению.
С введением предохранитель-	?
ных кронштейнов и подпру-	,	Д#''3
жиненных опор для хвосто-	/_________(Х'уУ 4
вика нежесткая автосцеп-	‘	----
ка СА-3 становится полу же- (I—I------------Г" " xV
Рис. 46. Автосцепка СА-3
157
5
Рис. 47. Механизм сцепления
сткой. При взаимных перемещениях продольных осей сцеплен-
ных автосцепок по вертикали до 145 мм автосцепка является
нежесткой, а при дальнейших перемещениях — жесткой.
В ударной стенке зева расположены большое и малое окна
соответственно для замка и замкодержателя. Со стороны малого
зуба на головной части сбоку корпуса расположен прилив с от-
верстиями для валика подъемника и запорного болта валика.
В головной части корпуса автосцепки размещен механизм
сцепления (рис. 47), состоящий из замка 1, замкодержателя 4,
предохранителя замка 5, подъемника 2, валика подъемника 3
и болта с гайкой и двумя шайбами. Замок механизма сцепления
автосцепки расположен в кармане корпуса и опирается на соот-
ветствующую поверхность кармана радиальной опорой с фикси-
рующим зубом. Поворачиваясь вокруг этого зуба, замок может
уходить внутрь корпуса под действием усилия со стороны авто-
сцепки сцепляемого вагона или выходить из корпуса под действием
собственного веса. Последнее может происходить в двух случаях:
когда вагоны разведены или когда малые зубья корпусов сцепляе-
мых автосцепок в контуре зацепления занимают крайнее положе-
ние. Если при этом механизмы автосцепок не установлены в поло-
жение «на буфер», то замки выдвигаются в пространство между
малыми зубьями, что приводит к сцеплению автосцепок. На замке
со стороны хвостовика корпуса предусмотрен сигнальный отро-
сток, который выходит в специальное отверстие головной части
корпуса, когда замок входит в карман.
В верхней части замка размещен цилиндрический шип, на ко-
торый навешен предохранитель, имеющий вид двуплечного ры-
чага. В свободном состоянии предохранитель опирается своим
верхним плечом на специальную полочку в корпусе автосцепки.
Замкодержатель навешен на цилиндрический шип внутри кор-
пуса автосцепки и в свободном состоянии его лапа выступает
из малого окна в стенке зева. В этом случае противовес замкодер-
158
жателя расположен так, что не препятствует замку в процессе
сцепления уходить в карман под действием малого зуба смежной
автосцепки. В сцепленном состоянии автосцепок малые зубья
нажимают на лапы замкодержателей, утапливая их в малом окне.
При этом противовес замкодержателя поднимается и устанавли-
вается против верхнего плеча предохранителя, что предотвра-
щает уход замка внутрь головной части автосцепки и предупре-
ждает самопроизвольное расцепление.
Автосцепки расцепляют поворотом подъемника при помощи
валика, связанного цепочкой с расцепным рычагом. При повороте
подъемник вначале поднимает верхнее плечо предохранителя
выше противовеса замкодержателя, затем поднимает замок и уби-
рает его внутрь головной части автосцепки. В таком положении
механизм автосцепки находится до разведения вагонов, после
чего автоматически (под действием веса всех деталей) устанавли-
вается в положение, при котором автосцепка готова к новому
сцеплению.
В случае ошибочного расцепления вагонов сцепление можно
восстановить без разведения вагонов. С этой целью замкодержа-
тель необходимо несколько поднять на шипе, служащем для его
навешивания в головной части корпуса. Чтобы замкодержатель
можно было поднять, отверстие, которым он навешен на шип,
имеет овальную форму, а в корпусе автосцепки со стороны боль-
шого зуба предусмотрено специальное отверстие. Через это от-
верстие металлическим или деревянным стержнем можно поднять
замкодержатель. При подъеме замкодержателя все остальные
детали механизма резко опускаются вниз, восстанавливая сцепле-
ние вагонов.
Механизм автосцепки в положение «на буфер» приводят пово-
ротом расцешюго рычага и установкой его рукоятки на полочку
кронштейна. При этом цепь расцепного привода натягивается,
удерживая все детали механизма в поднятом положении, что
исключает возможность сцепления вагонов при соударениях.
В практике отечественного вагоностроения помимо автосцепки
СА-3 известны и другие ее конструкции. Одной из них является
автосцепка СА-Д, которую для эксплуатационных испытаний
устанавливали на пятивагонных рефрижераторных секциях.
Автосцепка СА-Д взаимозаменяема и взаимосцепляема с авто-
сцепкой СА-3 и отличается от последней конструкцией сцепного
механизма и его кинематикой. Длительная эксплуатация автосце-
пок СА-Д не выявила их существенных преимуществ перед авто-
сцепкой СА-3, поэтому переход на их массовое производство не
предполагается.
Вагоны метрополитена оборудованы полуавтоматической авто-
сцепкой жесткого типа. Эта автосцепка автоматически сцепляет
вагоны и воздухопроводы (тормозную и напорную магистрали).
После сцепления вагонов при помощи специального механизма
соединяют электрические цепи управления вагонами.
159
§ 24.	ПОГЛОЩАЮЩИЕ АППАРАТЫ
Поглощающий аппарат автосцепного устройства является
узлом, обеспечивающим смягчение продольных динамических
усилий между вагонами, поглощение и рассеивание энергии удара.
Серийное производство ограничено практически поглощающими
аппаратами двух типов, один из которых предназначен для обо-
рудования четырехосных грузовых вагонов, а другой — пасса-
жирских вагонов. Помимо серийных поглощающих аппаратов,
промышленность в различных количествах производит несколько
вариантов опытных аппаратов, которые проходят эксплуата-
ционную проверку.
Основным типом поглощающих аппаратов, производимых
промышленностью для четырехосных грузовых вагонов, является
пружинно-фрикционный аппарат Ш-1-Тм. Этот аппарат (рис. 48)
состоит из корпуса 1, наружной 2 и внутренней 3 пружин, нажим-
ного конуса 5, трех фрикционных клиньев 4, шайбы 6 и стяжного
болта 7 с гайкой. Габаритные размеры аппарата 615x318x230 мм,
ход 70 мм. Масса аппарата Ш-1-Тм составляет 137 кг. Энергоем-
кость аппарата Ш-1-Тм до приработки равна 2—3 тс-м при пол-
ном ходе, а после приработки достигает 5 тс-м при усилии 280 тс,
соответствующем полному ходу (закрытию). Средняя энергоем-
кость аппарата при силе 200 тс составляет 3,4 тс-м. В аппарате
использованы заневоленные пружины из стали 55С2. В собранном
аппарате пружины сжаты усилием примерно 4,6 тс. Такое предва-
рительное сжатие пружин обеспечивает начальное сопротивление
аппарата 23 тс.
Для оборудования восьмиосных грузовых вагонов исполь-
зуют пружинно-фрикционные поглощающие аппараты Ш-2-Т,
по конструкции принципиально не отличающиеся от аппаратов
Ш-1-Тм. До приработки энергоемкость аппарата составляет не
менее 2,5 тыс. кгс-м, а после приработки достигает 5,5 тыс. кгс-м
при полном ходе ПО мм. При полном ходе сила сопротивления
аппарата достигает 250 тс. При силе 200 тс энергоемкость аппара-
тов Ш-2-Т в среднем со-
ставляет 4,4 тыс. кгс-м.
Повышение энергоемкости
получено в результате уве-
личения хода аппарата,
что, в свою очередь, стало
возможным после отказа
от шайбы, поджимающей
клинья.
Кроме того, усилен
комплект пружин, изгото-
Рис. 48. Поглощающий аппарат
Ш-ЬТм
160
Рис. 49. Поглощающий аппарат Р-211
вленных из стали 60С2ХФА
(ГОСТ 14959—69), что вы-
звало увеличение в рабочем
( положении высоты аппарата
на 16 мм (до 246 мм). Пру-
жины предварительно сжаты
усилием 4,2 тс. Масса Ш-2-Т
составляет 154 кг. Длина
аппарата допускает его уста-
новку в проем со стандарт-
ным расстоянием между упо-
рами 625 мм. Начальное со-
противление аппарата соста-
вляет приблизительно 26 тс.
Аппарат Ш-2-Т в меньшей
степени, чем аппарат Ш-ГТм, подвержен заклиниванию. Ведутся
работы по созданию для восьмиосных вагонов поглощающих
аппаратов с повышенной энергоемкостью и другими улучшенными
параметрами.
Пассажирские вагоны, в том числе вагоны электропоездов
и дизель-поездов, производимые в СССР, оборудованы резино-
металлическими поглощающими аппаратами Р-2П (рис. 49),
рассчитанными на установку в проемы со стандартным расстоянием
между упорами 625 мм. Ход аппарата 70 мм. Аппарат состоит
из корпуса 1 и нажимной плиты 2, изготовленных отливкой,
резинометаллических упругих элементов 3 и промежуточной
плиты 4. Резинометаллический элемент выполнен из двух сталь-
ных армирующих листов толщиной 2 мм и завулканизиро-
ванной между ними резины. Размеры резинометаллического
элемента 265x220x41,5 мм. В элементе использована морозо-
стойкая резина 7-ИРП-1348 (ТУ 38.005204—71) с твердостью 70 ед.
по Шору.
Энергоемкость аппарата Р-2П существенно зависит от скорости
деформации резины и при полном динамическом сжатии достигает
2,2 тс-м. При этом усилие не превышает 100 тс. Сила предваритель-
ного сжатия аппарата составляет 3—5 тс, что достаточно для
поджатия его резинометаллических элементов на 18 мм. Усилие
при полном статическом сжатии не менее 75 тс. Коэффициент
поглощения энергии достигает 45%. Масса аппарата Р-2П 116 кг.
Он имеет большую долговечность, чем пружинно-фрикционные
аппараты, не подвержен заклиниванию и отличается хорошей
стабильностью работы. Особенностью аппаратов Р-2П является
зависимость их параметров от качества резины и окружающей
температуры.
Кроме серийных поглощающих аппаратов Ш-1-Тм, Ш-2-Т
и Р-2П, разработаны пружинно-фрикционные (Ш-2-В, Ш-4-Т,
6 л. Д. Кузьмич	161
1П-5-Т0), резинометаллические (Р-4П) и гидрогазовые (ГА-100М
и ГА-500).
Аппарат Ш-2-В предназначены для четырехосных грузовых
вагонов. Его ход равен 90 мм, энергоемкость в приработанном
состоянии и полном ходе составляет 6,3 тс-м, а усилие закрытия
аппарата 200 тс. Теоретические исследования аппаратов Ш-2-В
позволяют рассчитывать на допускаемую скорость соударения
вагонов до 10 км/ч. Для восьмиосных грузовых вагонов создан
пружинно-фрикционный поглощающий аппарат Ш-4-Т, анало-
гичный Ш-2-Т, но предназначенный для установки в автосцепное
устройство с расстоянием между задним и передним упорами,
равным 880 мм. При сжатии вагонов ход аппарата может достигать
160 мм, а при растяжении равен 100 мм. Теоретически энергоем-
кость аппарата Ш-4-Т составляет 10,4 тс-м при полном ходе
160 мм и конечном усилии сжатия около 200 тс.
Пружинно-фрикционный поглощающий аппарат Ш-5-ТО, из-
вестный также как аппарат ВНИИВ-КВЗ-2, отличается от подоб-
ных аппаратов (Ш-1-Тм, Ш-2-Т и др.) тем, что в нем корпус объеди-
нен с тяговым хомутом. Аппарат имеет ход 100 мм и предназна-
чен для четырехосных вагонов со стандартным размером между
упорами 625 мм. Аппарат закрывается при усилии 220 тс, его рас-
четная энергоемкость равна 6,5 тс-м. При скорости соударения
четырехосных вагонов, оборудованных аппаратами Ш-5-ТО, до
9 км/ч, усилие, передаваемое на вагон, не должно превышать
200 тс.
Резинометаллический поглощающий аппарат Р-4П рекомендо-
ван для оборудования рефрижераторных вагонов, т. е. подвиж-
ного состава, наиболее остро нуждающегося в совершенных
средствах защиты от ударов и других видов динамического воз-
действия при маневровой и поездной работе. Аппарат Р-4П имеет
ход 70 мм и рассчитан на установку в автосцепное устройство
со стандартным размером между упорами, равным 625 мм. Его
энергоемкость достигает 4,0 тс-м при силе 200 тс; коэффициент
поглощения энергии составляет 55%. Аппарат допускает скорость
соударения вагонов до 7,5 км/ч, причем усилие, развиваемое
между вагонами, не превышает 160 тс.
В конструкиии аппарата Р-4П двадцать резинометаллических
элементов размерами 265x220x24,2 мм. Через каждые три-
четыре элемента в аппарате установлены промежуточные или
направляющие плиты, которые уменьшают выпучивание набора
элементов при сжатии. Весь комплект резинометаллических
элементов, промежуточных и направляющих плит установлен
в корпусе аппарата и поджат крышкой, которая одновременно
выполняет назначение упорной плиты. В собранном виде и поджа-
том состоянии аппарат запирается стопорными винтами, которые
не препятствуют сжатию аппарата при его установке в авто-
сцепное устройство и работе. Поглощающий аппарат Р-4П можно
с успехом применять на платформах для перевозки контейнеров,
162
двухъярусных платформах для перевозки автомобилей, вагонах
для перевозки скота и на других специализированных вагонах
для легковесных грузов.
В последние годы в отечественной промышленности большое
внимание уделяется разработке новых гидравлических, гидропнев-
матических, гидрогазовых, гидрофрикционных, резинометалли-
ческих и других поглощающих аппаратов. В частности, для гру-
зовых вагонов создан гидрогазовый поглощающий аппарат
ГА-100М. Упругое сопротивление в этих аппаратах достигается
за счет сжатого газа (азота), а неупругое — за счет перетекания
масла из одной полости в другую через дроссельное отверстие.
Гидрогазовый аппарат ГА-100М взаимозаменяем с аппаратом
Ш-ГТм. Его ход равен 70 мм. Усилие, при котором аппарат
начинает сжиматься, составляет 10 тс. Энергоемкость аппарата
достигает 9,3 тс-м. Усилие при этом не превышает 200 тс, а ско-
рость соударения груженых вагонов достигает 12 км/ч. Коэффи-
циент поглощения энергии аппаратом ГА-100М зависит от скорости
соударения вагонов и составляет 60—90%.
§ 25.	УПРЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО, ЦЕНТРИРУЮЩИЙ ПРИБОР
И РАСЦЕПНОЙ ПРИВОД
Упряжное устройство состоит из тягового хомута, клина или
валика с вкладышем, упорной плиты, переднего и заднего упоров,
поддерживающих и ограничительных планок. Тяговый хомут
автосцепки СА-3 (рис. 50) рассчитан на установку в нем поглоща-
ющих аппаратов, габаритные размеры которых 568x318x230 мм.
Это аппараты Ш-1-Тм, Р-2П, ГА-100М и другие взаимозаменяемые
с ними. Передняя часть хомута 1 служит узлом соединения с хво-
стовиком автосцепки, задняя 2 — упором основания поглоща-
ющего аппарата. В передней части хомута есть отверстие 3 для
размещения клина, а снизу предусмотрены ушки с отверстиями
под болты, на которые опирается клин. Два болта с резьбой М20
и квадратными головками устанавливают в отверстия в ушках,
затягивают гайками и зашплинтовывают общей стопорной шпиль-
кой. Для предохранения от выпадания болтов в случае утери гаек
на болтах предусмотрены специальные шайбы.
Клин тягового хомута представляет собой стержень (рис. 51)
овального сечения 32x92 мм. В нижней части клин имеет запле-
чики, препятствующие его выжиманию вверх, а снизу поддержи-
вается в нормальном положении двумя болтами. Клин изготов-
ляют горячей штамповкой из листового проката или из прокатной
стали специального профиля (профиль 6, ГОСТ 5267—63) горячей
высадкой заплечиков. И в том и в другом случае используют
сталь 38ХС (ГОСТ 4543—71).
Тяговый хомут модернизированного автосцепного устройства
рассчитан на установку поглощающего аппарата Ш-2-Т, имеющего
габаритные размеры 568x318x246 мм. В связи с этим расстояние
между тяговыми полосами в этом хомуте увеличено до 252 мм.
6*	163
Рис. 50. Тяговый хомут автосцепки СА-3
Передняя часть хомута выполнена под установку валика взамен
клина. Узел соединения хвостовика автосцепки с тяговым хомутом
при помощи валика показан на рис. 52. В этом узле помимо ва-
лика 3 использован вкладыш 4, размещаемый между валиком
и перемычкой 5 хвостовика 1. От выпадания из отверстия валик
предохраняет планка 2, которая установлена в специальные
пазы на переднем упоре.
Упорная плита автосцепного устройства расположена между
хвостовиком автосцепки и поглощающим аппаратом. В резино-
металлическом поглощающем аппарате Р-4П упорная плита
является его деталью. Упорная плита стандартного автосцепного
устройства (рис. 53, а) в средней части имеет гнездо под цилиндри-
ческую поверхность терца хвостовой части
_____________»j автосцепки. Эту плиту можно изготовлять
j-----------------г- горячей штамповкой из стали 38ХС или
Рис. 51. Клин ТЯГОВОГО хо-
мута
Рис. 52. Узел соединения хвостовика авто-
сцепки с тятовым хомутом в модернизирован-
ном автосцепном устройстве
164
Рис. 53. Упорные плиты авто-
сцепных устройств:
а — стандартного; б — модер*
визированного
резкой из прокатной стали специального профиля (профиль 5,
ГОСТ 5267—63). Материал профиля —• сталь 45 мартеновская
(ГОСТ 1050—74). Упорная плита модернизированного автосцеп-
ного устройства (рис. 53, б) имеет в средней части сферическое
гнездо под сферическую поверхность торца хвостовика. Эту плиту
изготовляют горячей штамповкой из стали 38ХС.
Усилие от автосцепного устройства на раму вагона передается
через передний упор при растягивающем усилии между вагонами
и задний — при сжимающем усилии. Передний упор 2 авто-
сцепного устройства (рис. 54, а) выполнен литым заодно с ударной
Рис. 54, Упоры автосцепки:
а — передний; б — задний
165
розеткой 1 и прикреплен заклепками к хребтовой балке и к перед-
ней балке рамы. Таким образом, передний упор с розеткой яв-
ляется одновременно деталью, усиливающей узел соединения
хребтовой и передней балок. Лобовая часть 3 розетки, усиленная
ребрами, служит для восприятия удара корпуса автосцепки,
если ход автосцепного устройства меньше хода закрытия по-
глощающего аппарата. Эта же часть розетки служит для навеши-
вания центрирующего прибора. Через окно розетки проходит
хвостовик корпуса автосцепки.
Задний упор в плане представляет собой П-образную отливку
(рис. 54, б), которая заклепками или сваркой прикреплена к хреб-
товой балке рамы. В проеме между опорными частями упора раз-
мещена задняя часть тягового хомута. Расстояние между опор-
ными частями упора (180 мм) выбрано так, чтобы они могли огра-
ничивать боковые перемещения хомута. Поддерживающая планка
служит опорой тягового хомута. Планка представляет собой пло-
скую или выгнутую плиту толщиной 18—20 мм. Глубина выгиба
зависит от положения продольной оси автосцепного устройства
относительно нижней поверхности полок хребтовой балки. Кон-
струкция и размеры поддерживающих планок и технические тре-
бования к ним регламентированы ОСТ 24.052.02—73, согласно
которому планки можно изготовлять штамповкой или литьем.
Планку крепят к нижним полкам хребтовой балки болтами с гай-
ками, контргайками и шплинтами.
Под действием веса головной части автосцепки или сжимающего
усилия хомут с аппаратом может подняться до упора в потолок
хребтовой балки. Если расстояние от верхней тяговой полосы
хомута до потолка хребтовой балки более 15 мм, над хомутом
к хребтовой балке прикрепляют сваркой или заклепками одну
или две ограничительных планки. Одну планку размещают
над нажимным конусом поглощающего аппарата, а другую (если
она применена) — над задней частью тягового хомута.
Центрирующий прибор автосцепного устройства является опо-
рой корпуса автосцепки и служит для его возвращения в нормаль-
ное (центральное) положение при боковых отклонениях. Все
вагоны, производимые в СССР, оборудованы центрирующими
приборами маятникового типа. В конструкцию центрирующего
прибора (рис. 55) входят маятниковые подвески 2 и центриру-
ющая балочка 1, имеющая вид коромысла с прямоугольным
гнездом в середине для опоры хвостовой части корпуса автосцепки.
Сбоку центрирующей балочки размещен ограничитель продоль-
ных перемещений, который заходит за вертикальную стенку
ударной розетки 3. Рассмотренная конструкция центрирующего
прибора имеет жесткую опору хвостовика автосцепки. При про-
хождении сцепленными вагонами горбов сортировочных горок
в деталях такого центрирующего прибора могут возникнуть зна-
чительные напряжения, а разница в уровнях продольных осей
автосцепок по вертикали превысит 150 мм. Это может создать
166
Рис. 55. Центрирующий прибор с жесткой
опорой
Рис. 56. Центрирующий прибор
с подпружиненной опорой
условия для выхода автосцепок из зацепления. Наиболее вероятна
такая опасность для вагонов с длинными консолями.
В связи с этим восьмиосные вагоны и другие вагоны с удли-
ненными консолями оборудуют центрирующими приборами с под-
пружиненной опорой автосцепки на центрирующую балочку.
Такая опора обеспечивает возможность угловых перемещений
автосцепки в продольной вертикальной плоскости при прохожде-
нии сцепленных вагонов через горб сортировочной горки или
мост паромной переправы. Подпружиненная опора центриру-
ющего прибора является узлом модернизированного автосцепного
устройства. Ее применяют в сочетании с автосцепкой, корпус
которой снабжен предохранительным кронштейном, приваренным
к нижней части малого зуба, а хвостовик имеет торец со сфериче-
ской поверхностью. Центрирующий прибор с подпружиненной
опорой (рис. 56) имеет специальную конструкцию центрирующей
балочки. В ней предусмотрены гнезда для двух пружин 2 и на-
правляющие, которые входят в соответствующие пазы поддержи-
вающей плиты 4. Через пружину проходят стяжные болты 1,
которые соединяют в единый узел собственно центрирующую
балочку 3, поддерживающую плиту 4 и пружины. При помощи
стяжных болтов выполняют предварительную затяжку пружин
суммарным усилием 540 кгс.
Масса автосцепки модернизированного автосцепного устройства
составляет около 230 кг. При существующем соотношении плеч
на подпружиненную опору приходится статическая нагрузка
от автосцепки около 400 кгс. Таким образом, все усилия, дей-
ствующие на центрирующую балочку превышающие 140 кгс,
воспринимаются ею и маятниковыми подвесками упруго, что
существенно облегчает условия работы этих деталей. К центри-
рующей балочке сбоку приварен угольник, выполняющий назна-
чение гнезда для торсиона, отклоняющего автосцепку внутрь
кривой в кривых участках пути. Угольник выполнен холодной
штамповкой из стали 09Г2, а торсион — из пружинной стали
60С2ХА (ГОСТ 14959—69) из прутка диаметром 24 мм.
167
Расцепной привод служит для расцепления автосцепок й,
при необходимости, для установки их механизмов в положение
«на буфер». В конструкцию привода (рис. 57) входят расцепной
рычаг 1, поддерживающий 3 и фиксирующий 2 кронштейны
и цепь 4. Расцепной рычаг представляет собой стальной стержень
диаметром 30 мм с двумя плечами. Малое плечо имеет проушину
для болта, большое плечо является рукояткой привода. В месте
соединения рукоятки со стержнем предусмотрены ограничитель
и плоская часть, которые фиксируют положение рычага в фикси-
рующем кронштейне. Цепь привода одним концом при помощи
болта соединена с малым плечом рычага, а другим — с проуши-
ной на валике подъемника. Расцепной рычаг выполняют, как пра-
вило, ковкой и гибкой; оба кронштейна расцепного рычага изго-
товляют литыми или штампосварными. Болт, которым цепь при-
креплена к расцепному рычагу, имеет запас по длине, что позво-
ляет регулировать натяжение цепи привода в положении расцеп-
ления или «на буфер».
Пассажирские вагоны снабжены специальным устройством,
которое, не являясь узлом непосредственно автосцепного обору-
дования, оказывает на работу последнего определенное влияние.
Этим узлом является центральная упругая площадка, которая
служит одновременно средством натяжения автосцепок между
двумя сцепленными вагонами и ограждением перехода из вагона
в вагон. Все вновь строящиеся пассажирские вагоны оборудуют
упругой площадкой с резинокордными уплотнениями баллон-
ного типа (рис. 58). Площадка
которых в основном и обеспе-
чивают натяжение автосцепок.
Для создания такого натяжения
плоскость буферов должна вы-
ходить за ось зацепления авто-
сцепки на 65 мм. Жесткость
пружин двух буферов упругой
площадки составляет 12 кгс/мм.
Таким образом, при отсутствии
сжимающих или растягивающих
снабжена буферами, пружины
Ось автосцепки
А-А
1360
1782
Рнс. 57. Расцепной привод автосцепки Рис. 58. Упругая площадка с резинокорд-
иыми баллонными уплотнениями
2000
168
сил между сцепленными вагонами их автосцепки растягиваются
усилием около 0,8 тс. Усилие сопротивления одной упругой пло-
щадки при полном ее сжатии (на 150 мм) составляет около 1,8 тс.
§ 26.	ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АВТОСЦЕПНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Условия эксплуатации вагонов на перспективу будут характе-
ризоваться возрастанием веса грузовых поездов до 10—12 тыс. тс
при длине состава 1200—1300 м, увеличением числа вагонов с ве-
сом брутто до 176 тс, повышением эффективности тормозов в поезде,
увеличением средних скоростей соударения вагонов и т. п. Для
нормальной работы в таких условиях эксплуатации автосцепное
оборудование вагонов должно обладать соответствующей проч-
ностью, повышенной энергоемкостью, необходимой поглощающей
способностью и оптимальной формой силовой характеристики.
С целью повышения прочности автосцепного оборудования
промышленность переходит на изготовление основных его деталей
(корпуса автосцепки, тягового хомута, элементов механизма
сцепления, упоров и т. д.) из сталей повышенной прочности, в част-
ности легированных ванадием и марганцем. Механические свой-
ства этих сталей существенно выше соответствующих свойств
сталей, применяемых в настоящее время для изготовления тех же
деталей автосцепного устройства. Продолжаются изыскания и
других еще более прочных сталей и способов изготовления основ-
ных и наиболее ответственных деталей автосцепного оборудо-
вания.
Одновременно с применением легированных сталей для про-
изводства деталей автосцепного устройства идут конструкторские
проработки усиления его элементов и узлов. Так, в последние
годы введены в производство усиленные передний и задний упоры,
тяговый хомут и корпус автосцепки. Автосцепка усилена введе-
нием четырех ребер в хвостовике, увеличением сечения стенки,
изменением конструкции ребер большого зуба и т. д. Все это
(наряду с применением низколегированной стали дало возмож-
ность увеличить разрывное усилие автосцепки. С целью повы-
шения качества автосцепных устройств в целом и его узлов и'де-
талей в отдельности в промышленности постоянно совершен-
ствуется технология их производства. Это достигается комплекс-
ной механизацией и автоматизацией процессов изготовления
деталей и узлов автосцепного устройства.
Совершенствование поглощающих аппаратов автосцепных уст-
ройств направлено на улучшение их энергетических параметров
и в первую очередь энергоемкости. При существующих схемах
пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов повышения их
энергоемкости можно достичь оптимизацией параметров жест-
кости и трения. С этой целью изыскивают возможности усиления
пружин поглощающих аппаратов в существующих габаритных
169
размерах и повышения коэффициента трения между деталями
фрикционного узла аппарата.
Для существующих условий эксплуатации возможно создание
фрикционно-пневматических поглощающих аппаратов, в которых
в качестве упругого элемента будет использован пневмоцилиндр
с внутренним давлением, соответствующим силе предварительной
затяжки с учетом трения во фрикционной части, равной 25—
50 тс. Такой аппарат имеет ход 120 мм и может обеспечить соуда-
рение четырехосных груженых вагонов со скоростями 10—12 км/ч
при ускорениях соответственно 2g—3g и усилиях, не превы-
шающих 200 тс.
Для повышения энергоемкости резинометаллических погло-
щающих аппаратов необходимо изыскивать наиболее приемлемые
марки резин, имеющие лучшие параметры упругости и внутрен-
него трения. Одним из средств повышения энергоемкости авто-
сцепных устройств восьмиосных вагонов является применение
сдвоенных поглощающих аппаратов типовой конструкции. Иссле-
дования, выполненные во ВНИИВ, показали, что восьмиосные гру-
женые вагоны, оборудованные автосцепными устройствами со
сдвоенными аппаратами Ш-1-Тм или Р-4П, обеспечивают возмож-
ность соударения их со скоростями до 7 км/ч. При этом усилие
не превышает 200 тс. Если использованы сдвоенные аппараты
Ш-2-Т, а также сочетания аппаратов Ш-2-Т и Р-4П, то допустима
скорость соударения 7,5 км/ч. Исследования показали, что аппа-
раты Ш-2-Т могут быть рекомендованы для оборудования как
четырехосных (в одинарном варианте), так и восьмиосных (в сдво-
енном варианте) вагонов. Такая унификация поглощающих аппа-
ратов будет иметь очевидные преимущества как в эксплуатации,
так и в производстве.
Одно из основных требований, предъявляемых к перспектив-
ному поглощающему аппарату, — ограничение силы, возника-
ющей при его полном сжатии, величиной, не превышающей 250 тс.
При этом от поглощающих аппаратов четырехосных грузовых
вагонов требуется энергоемкость не менее 10 тс-м, а от аппаратов
восьмиосных вагонов — не менее 16 тс-м. Для реализации ука-
занных значений энергоемкости рекомендуются следующие зна-
чения ходов: для четырехосных вагонов 100—120 мм, для вось-
миосных 160—200 мм. Коэффициент необратимого поглоще-
ния энергии должен составлять не менее 0,6. Сила закрытия
аппарата при медленном нарастании нагрузки должна быть не
менее 100 тс.
Исключительно высокие требования к энергоемкости погло-
щающих аппаратов при значительном ограничении предельных
величин ходов и усилий могут быть реализованы в аппаратах,
существенно отличающихся по конструкции от ныне применяе-
мых. Наиболее приемлемой в отношении получения требуемых
значений энергетических параметров и формы силовой характе-
ристики в перспективе следует считать конструкцию гидравли-
170
ческих, гидрогазовых и других комбинированных аппаратов.
Прототипом гидрогазовых аппаратов для перспективных условий
эксплуатации могут служить опытные аппараты ГА-100М и
ГА-500, которые в настоящее время проходят эксплуатационную
проверку.
Для вагонов специального назначения, в которых транспорти-
руют особо хрупкие и ценные грузы, нуждающиеся в надежной
защите от ударов, целесообразно применение автосцепных уст-
ройств со специальными средствами ударозащиты и поглощения
энергии. В этих устройствах, выполненных по принципу так на-
зываемой плавающей хребтовой балки, сочетается конструкция
сквозной упряжи с гидропневматическим аппаратом. В таком
автосцепном устройстве могут быть реализованы исключительно
большие значения рабочих ходов, при которых достигается су-
щественное снижение усилий и ускорений, развиваемых при
соударении вагонов.
На перспективу намечено создание автосцепного устройства,
обеспечивающего одновременное автоматическое соединение воз-
душных и электрических магистралей поезда. В таком автосцеп-
ном устройстве применяется жесткая автосцепка. Для авто-
матического соединения пневматических и электрических маги-
стралей на корпусе автосцепки должны быть размещены соответ-
ствующие кронштейны с пневматическими патрубками и элек-
трическими соединениями. Прототипом может служить автосцепка
«Интермат», которая допускает одновременно автоматическое
сцепление двух воздушных и одной электрической магистрали,
состоящей из семи проводов. Она взаимосцепляема с автосцепкой
СА-3 и может быть использована в сочетании с остальными узлами
и деталями стандартного и модернизированного автосцепных
устройств.
Одним из направлений развития автосцепного оборудования
на перспективу может служить создание автосцепного устройства
грузовых вагонов, допускающего их опрокидывание на роторных
вагоноопрокидывателях без расцепления. Условием создания
и внедрения такого автосцепного устройства будет служить при-
менение роторных вагоноопрокидывателей, у которых ось враще-
ния совпадает с продольной осью автосцепки. В автосцепном
устройстве такого назначения должен быть применен узел связи
автосцепки с тяговым хомутом, обеспечивающий ее полный или
частичный поворот вокруг продольной оси соответственно углу
поворота вагоноопрокидывателя.
Необходима дальнейшая отработка резинометаллических по-
глощающих аппаратов и разработка средств уменьшения шума
в пассажирских вагонах от автосцепного устройства.
Глава VI
ГРУЗОВЫЕ ВАГОНЫ
§ 27.	ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГРУЗОВЫМ ВАГОНАМ
Новые конструкции грузовых вагонов независимо от их назна-
чения необходимо создавать с учетом как современных, так и
перспективных требований эксплуатации, и обеспечивать при этом
безопасность движения, прочность и надежность. Кроме того,
должны быть обеспечены максимальные удобства и наименьшие
затраты при изготовлении, обслуживании и ремонте в эксплуа-
тации, а также предусмотрена возможность модернизации. Особое
внимание при проектировании следует обращать на обеспечение
техники безопасности обслуживающего персонала. Все вагоны
должны иметь поручни для сцепщика, подножки и поручни для
составителей поездов, установленные с каждой стороны вагона,
а также кронштейны для сигнального хвостового фонаря и т. д.
Необходимо предусматривать максимальное снижение веса тары
вагонов, экономное расходование металла и других материалов,
а также обеспечение технологичности конструкций. Применяемые
металлы и лакокрасочные покрытия должны увеличивать стой-
кость элементов вагона против коррозии. Конструкция вагона 
должна обеспечивать неповреждаемость и сохранность перевози-
мых грузов при их транспортировании и маневровых работах.
Необходима максимальная унификация узлов и деталей ваго-
нов. Они должны отвечать требованиям действующих ГОСТ, ОСТ,
унифицированных чертежей, а также правилам технической
эксплуатации соответствующих железных дорог. Вагоны должны
быть максимально приспособлены для комплексной механизации •
погрузочно-разгрузочных работ, а их конструкция — позволять
рационально использовать существующие и разрабатываемые -
на перспективу на транспорте и промышленных предприятиях
погрузочно-разгрузочные средства. Для универсальных вагонов '
потери груза и применение тяжелого ручного труда при погру-,>
зочно-разгрузочных работах должны быть сведены к минимуму, '
а для специализированных — практически отсутствовать.
Грузовые вагоны должны иметь мощную несущую металлокон-
струкцию рамы, обеспечивающую безотказную эксплуатацию на
сортировочных горках и в тяжеловесных поездах, а также проч-
ную и по возможности простую конструкцию кузова и элементов
оборудования.
172
Кроме этих основных требований для всех грузовых вагонов,
к конкретным вагонам дополнительно предъявляют специфические
требования, связанные с особенностями перевозимых в них грузов
и эксплуатационных условий. При выборе параметров и разра-
ботке новых конструкций грузовых вагонов для обеспечения по-
вышения провозной способности железных дорог необходимо
предусматривать следующее.
1. Максимальное использование допускаемой для грузового
вагона погонной нагрузки на 1 м пути, что позволяет увеличить
вес поезда, не изменяя его длины. Одновременно следует макси-
мально использовать допускаемую нагрузку от оси на рельс.
2. Повышение коэффициента использования номинальной гру-
зоподъемности вагонов, для чего удельные объемы и площади их
должны соответствовать структуре и параметрам перевозимых
грузов. При этом необходимо максимально использовать габарит-
ные возможности подвижного состава, чтобы повышение удельных
объемов не приводило к увеличению длины вагона и снижению
погонной нагрузки на путь.
В СССР для магистрального и промышленного транспорта
производят грузовые вагоны более 100 типов. В основном это
вагоны колеи 1520 (1524) мм, а также вагоны для Южно-Сахалин-
ского отделения Дальневосточной ж. д. колеи 1067 мм, для узко-
колейных дорог — колеи 750 мм и др.
Вагоны имеют современные ходовые части, тормозное и авто-
сцепное оборудование. Несущую конструкцию кузовов вагонов
в основном изготовляют из низколегированных сталей повышенной
прочности.
§ 28. ПЛАТФОРМЫ
Платформы служат для перевозки длинномерных, штучных,
лесных и сыпучих грузов, контейнеров и оборудования, не тре-
бующего защиты от атмосферных осадков. Платформы могут быть
универсальными, рассчитанными на большую номенклатуру пере-
возимых грузов, и специальными — предназначенными для пере-
возки определенных грузов.
Универсальная четырехосная платформа грузоподъемностью
63 тс (мод. 13-401) показана на рис. 59. Кроме распределенной
по всей площади платформы нагрузки 63 тс, платформа допускает
перевозку груза 45 тс, сосредоточенного в середине на длине 3 м,
и груза 60 тс, сосредоточенного в середине на длине 4,3 м с опорой
на боковые балки. Платформа имеет мощную стальную сварную
раму с деревянным настилом пола и стальные боковые и тор-
цовые борта. Рама состоит из хребтовой балки (два двутавра № 60),
двух боковых (двутавр № 60), двух концевых, двух шкворневых
и двух основных поперечных балок, а также дополнительных
поперечных и продольных балок, поддерживающих настил пола
и служащих для установки тормозного оборудования. По концам
рамы между концевыми и шкворневыми балками ставят раскосы,
173
Рис. 59. Универсальная четырехосная платформа
более равномерно распределяющие продольные силы от автосцепки
между хребтовой и боковыми балками.
На боковых балках устанавливают скобы стоек для перевозки
леса, державки петель боковых бортов с запирающимися устрой-
ствами и увязочные кольца. На концевых балках имеются крон-
штейны и державки петель торцовых бортов, скобы стоек, по-
ручни для составителя, розетки автосцепки и кронштейны рычага
автосцепки и сигнального фонаря. Продольные борта высотой
500 мм и торцовые борта высотой 400 мм изготовляют из специаль-
ных гнутых профилей, подвешивают на петлях и удерживают
в закрытом положении запирающими клиньями. Грузы можно
перевозить при закрытых и открытых бортах. Настил пола,
выполненный из досок толщиною 55 мм, по периметру через
стальную армировку болтами прикреплен к балкам рамы. Плат-
форма имеет габарит 01-Т, вес тары 20,9 тс, погрузочную пло-
щадь пола 36,8 м2 и длину по осям автосцепок 14 620 мм.
Учитывая высокую эффективность контейнерных перевозок,
ВНИИВ и ДВЗ разработали специальные четырехосные платформы
Рис. 60. Четырехосная платформа для перевозки большегрузных контейнеров
174
грузоподъемностью 60 тс для перевозки типовых большегрузных
контейнеров весом брутто 10, 20 и 30 тс. Были разработаны и
испытаны платформы двух вариантов: I — «широкая» платформа,
при необходимости допускающая возможность оборудования де-
ревянным настилом пола и устройствами для крепления колесной
техники; II — «узкая» платформа (модель 13-470), не приспособ-
ленная для настила пола и более легкая; она предназначена
только для перевозки большегрузных контейнеров (рис. 60).
По конструкции платформы обоих вариантов различаются мало.
Сварная рама платформы имеет хребтовую балку из двух
двутавров № 60, сверху перекрытых по всей длине листами
400X 12 мм, а снизу в середине на длине 7 м — полосами 150Х
X 14 мм; две боковые балки из двутавров № 60; две концевые балки
из штампованного уголкового профиля толщиной 10 мм и верх-
них листов 250 X 12 мм; две шкворневые балки, сваренные из двух
вертикальных листов 10 мм и двух горизонтальных (верхнего
и нижнего) 480X12 мм; три средние поперечные балки замкну-
того сечения и две поперечные балки, расположенные над внутрен-
ними колесами тележки. Между концевыми и шкворневыми бал-
ками имеются раскосы из двутавра № 10. Для поддержки пола,
в случае его настила (вариант I) и крепления тормозного оборудо-
вания имеются дополнительные продольные и поперечные балки.
Платформы оборудованы устройствами для установки и надеж-
ного крепления (от продольных и боковых перемещений) типовых
большегрузных контейнеров.
Основные технические характеристики платформ
I вариант II вариант
Вес тары, тс......................................... 23,4	22,0
База платформы, мм................................. 14	720	14	720
Длина, мм:
по осям сцепления автосцепок .................. 19	480	19	620
по концевым балкам рамы........................ 18	400	18	400
Ширина максимальная, мм............................. 2	870	2	500
Максимальная высота от уровня головок рельсов, мм	1 340	1	365
Коэффициент тары.................................... 0,39	0,366
Конструкционная скорость,	км/ч ..................... 120	120
Габарит (ГОСТ 9238—73).............................. 01-Т	01-Т
Учитывая лучшие технико-экономические характеристики
(меньший вес и меньшую трудоемкость изготовления), для серий-
ного производства принята платформа варианта II.
Выпускается четырехосная двухъярусная платформа мод.
13-479 (рис. 61), на которой можно перевозить легковые автомо-
били: «Волга» ГАЗ-24 — 8 шт.; «Москвич-1500» мод. 2140 —
15 шт., мод. 2137 и 2734 — по 10 шт.; «Запорожец» ЗАЗ-966
или «Жигули» ВАЗ-2101 и ВАЗ-2102 — 17 шт.; «Жигули»
ВАЗ-2103 и ВАЗ-2106 — 15 шт. Платформа вписана в габарит
1-Т, вес тары 26 тс. Длина по осям сцепления автосцепок равна
21 660 мм, по нижней раме 20 800 мм; длина базы 16 500 мм.
175
co
J:
Конструкционная скорость дви-
жения 120 км/ч.
Конструкция платформы свар-
ная из прокатных и гнутых профи-
лей. Платформа состоит из нижней
и верхней рам, соединенных кон-
цевыми наклонными и средними
стойками при помощи косынок,
образующих плавны?! переход от
горизонтальных к вертикальным
элементам. Рамы (верхняя и ниж-
няя) имеют металлический настил
с направляющими устройствами,
служащими для установки авто-
мобилей по длине и ширине плат-
формы. Автомашины крепят при
помощи колесных ‘упоров, по-
стоянно установленных на плат-
формах. Высота от головок рельс
до уровня пола верхнего яруса
2890 мм, до нижнего 1218 мм.
Для доступа персонала на верх-
ний ярус по концам платформы
имеются лестницы. Для проезда
автомобилей с одной платформы
на другую служат переездные пло-
щадки, шарнирно-укрепленные
по концам верхней и нижней рам.
При транспортировании их под-
нимают и закрепляют специаль-
ными крюками, образуя этим тор-
цовые борта.
Специальная платформа грузо-
подъемностью 56 тс (мод. 13-469)
предназначена для вывозки леса
от места погрузки к деревообра-
батывающим предприятиям. Воз-
можна перевозка леса длиной от 8
до 25 м. Платформу эксплуати-
руют на путях леспромхозов, а
кроме того она имеет право выхода
на магистральные пути без огра-
ничения скоростей движения.
Платформа вписана в габарит 1-Т,
вес тары 29,18 тс, длина автосце-
пок по осям 25080 мм, по конце-
вым балкам рамы 24 000 мм и
база 19 000 мм.
176
Сварная рама платформы состоит из хребтовой балки (двух
двутавров № 60, усиленных сверху листом толщиной 10 мм,
а снизу полосами толщиной 12 мм), двух боковых балок (двутавр
№ 55), двух концевых балок, двух шкворневых, семи основных
и семи поддерживающих поперечных балок. Пространство между
хребтовой и боковыми балками сверху перекрыто гофрированным
листом толщиной 2,5 мм. С каждой стороны на боковых балках
приварено по шесть стоек переменного сечения. Между стойками
на раме установлены стальные гребенки высотой 100 мм для
предохранения лесоматериала от смещения вдоль платформы.
Материал несущих элементов — низколегированная сталь 09Г2Д.
Платформа имеет типовые ходовые части, тормозное и автосцеп-
ное оборудование.
В небольших количествах производят безбортные шестиосные
платформы грузоподъемностью 93 тс (мод. 13-455), предназначен-
ные для перевозки постоянно установленных на них трансформа-
торов мощностью 31 500 кВт со вспомогательной аппаратурой.
Масса трансформатора более 85 т, поэтому такая платформа имеет
мощную сварную раму со стальным полом. В качестве ходовой
части под платформу установлены две трехосные тележки УВЗ-9М
(мод. 18-102). Платформа имеет длину по осям сцепления автосце-
пок 15 220 мм, погонную нагрузку 8 тс на 1 м пути, конструкцион-
ную скорость 100 км/ч. Платформа вписана в габарит 1-Т.
Для Южно-Сахалинского отделения Дальневосточной ж. д.,
имеющего колею 1067 мм, производят четырехосные универсаль-
ные платформы грузоподъемностью 50 тс (мод. 13-442), по своей
конструкции аналогичные универсальным платформам грузоподъ-
емностью 63 тс для колеи 1520 мм.
§ 29. ПОЛУВАГОНЫ
Для перевозки каменного угля, руды, леса, металлопроката
и других сыпучих и штучных грузов и оборудования, не требу-
ющих защиты от атмосферных осадков, предназначены полува-
гоны двух основных типов. Универсальные полувагоны с торцо-
выми дверями и разгрузочными люками в полу и специальные —
без люков в полу, предназначенные для перевозки сыпучих грузов
с разгрузкой на вагоноопрокидывателях.
Четырехосные универсальные полувагоны грузоподъемностью
63 тс получили наибольшее распространение. В настоящее время
строят три модели (12-515, 12-532 и 12-726) таких полувагонов,
близких по своим параметрам. Все они вписаны в габарит 01-Т,
имеют конструкционную скорость 120 км/ч и длину по осям авто-
сцепок 13 920 мм. УВЗ выпускает четырехосные полувагоны
(рис. 62) грузоподъемностью 63 тс (мод. 12-515), имеющие свар-
ную раму, кузов с боковыми стенами раскосно-стоечной конструк-
ции и деревянной обшивкой. По торцам кузов имеет открываю-
щиеся внутрь двухстворчатые двери. Четырнадцать металличе-
177
Рис. 63. Четырехосный цельнометаллический полувагон
ских крышек разгрузочных люкбВ в закрытом положении обра-
зуют пол полувагона. Рама полувагона состоит из хребтовой
балки, сваренной из двух специальных зетобразных профилей
№ 31 (310x125x16x10,5 мм) и двутавра № 19 (190x75x7 мм),
двух шкворневых балок замкнутого коробчатого сечения из двух
вертикальных листов (толщиной 8 мм), двух горизонтальных
листов (верхний толщиной 10 и нижний 12 мм), двух концевых
балок из штампованного уголкового профиля и листа, четырех
промежуточных поперечных балок двутаврового сечения, сва-
ренных из вертикального и двух горизонтальных листов. На верх-
них горизонтальных полках концевых балок установлены пороги,
которые обеспечивают более надежное уплотнение торцовых две-
рей в их нижней части и улучшают условия погрузки техники по
трапам или мостикам.
Обрешетка боковых стен состоит из верхней и нижней обвя-
зок, стоек и раскосов. Верхнюю обвязку изготовляют из гнутого
профиля (листа толщиной 6 мм). В промежутках между стойками
обвязка имеет замкнутое сечение благодаря приварке снаружи
вагона усиливающих планок, что уменьшает возможность ее
повреждения при погрузочно-разгрузочных работах. Нижнюю
обвязку изготовляют из уголкового профиля 160x100 x 9 мм,
к которому крепят с наружной стороны элементы механизма
запирания люка, а с внутренней стороны приваривают кольца
или специальные косынки с отверстиями, необходимыми при
увязке штучных грузов. Промежуточные стойки изготовляют
из прокатного омегообразного профиля, а угловые стойки — штам-
пованными из листа. Стойки, имеющие отверстия для болтового
крепления деревянной обшивки, сваривают с верхней и нижней
обвязками. Штампованные раскосы с продольным гофром по-
середине внизу сваривают с вертикальной полкой нижней обвязки,
а сверху соединяют косынками с верхней обвязкой и стойками.
Каждая торцовая дверь полувагона состоит из двух (левой
и правой) створок, подвешенных при помощи шарниров на двух
петлях к угловым стойкам. Створки имеют сварной каркас, обши-
тый деревом, и запирающие устройства (верхнее и нижнее).
Верхнее запирающее устройство воспринимает также и распорные
усилия груза.
Крышки разгрузочных люков имеют сварной каркас и обшивку
из гофрированного листа толщиной 5 мм. Эти крышки шарнирно
прикреплены к двутавру хребтовой балки и имеют снизу торсион-
ное устройство для облегчения их закрывания. Открытые крышки
люков образуют угол с горизонталью в средней части кузова около
40°, а над тележками 32°. В закрытом состоянии крышки люков
удерживаются специальными механизмами, установленными на
нижней обвязке боковых стен.
Четырехосные цельнометаллические полувагоны (рис. 63)
грузоподъемностью 63 тс производства УВЗ (мод. 12-532) и КрВЗ
(мод. 12-726), спроектированные на базе описанного полувагона
179
с деревянной обшивкой, яв-
ляются его усовершенство-
ванными вариантами и отли-
чаются в основном наличием
металлической обшивки бо-
ковых стен и торцовых две-
рей. Обшивку боковых стен
вагонов мод. 12-726 изготов-
ляют из гнутых профилей —
из листов в верхней части
толщиной 4 мм, а в нижней
части толщиной 5 мм с про-
дольными гофрами. Обшив-
ку боковых стен вагонов
мод. 12-532 изготовляют из
штампованных корытообраз-
ных панелей толщиной 5 мм.
Торцовые двери обоих ваго-
нов обшивают листом с про-
дольными гофрами. Оба за-
вода переходят на изготовле-
ние унифицированного че-
тырехосного полувагона
мод. 12-1000 грузоподъемно-
стью 65 тс с обшивкой из спе-
циального гнутого профиля
с периодическими гофрами.
В полувагонах новой мод.
12-1000 применены более
мощные, усиленные ребрами
угловые стойки. Усилены
также обвязки боковых стен
и дверей.
В 1958—1967 гг. серийно
строили шестиосные цельно-
металлические универсаль-
ные полувагоны грузоподъем-
ностью 94 тс с объемом кузова
106 м3, весом тары 33,0 тс
и длиной по осям автосцепок
16 400 мм. Эти вагоны впи-
саны в габарит 1-Т. Они обо-
рудованы торцовыми дверями
и люками в полу, крышки
которых (16 шт.) сторсионами
такие же, как н у четырех-
осных полувагонов. Под
полувагоны подкатывали
180
i'lic. 65. Узел соединения поперечной балки с боко-
вой стенкой кузова полувагона:
1 — стойка; 2 — усиливающая планка; 3 — нижняя
обвязка; 4 — усиливающая накладка; 5, 6 и 7 —
листы поперечной балки, соответственно верхний,
вертикальный и кижкнй; 8 — усиливающая на-
кладка
трехосные тележки конструкции КрВЗ
и УВЗ. Выпуск этих вагонов был пре-
кращен, так как более перспективными
были признаны восьмиосные полу-
вагоны.
Восьмиосный универсальный цельно-
металлический полувагон (рис. . 64)
с торцовыми дверями и люками в полу
(мод. 12-541) производит УВЗ. Полу-
вагон имеет раму и кузов, состоящий
из боковых стенок, торцовых дверей и 22 штампосварных крышек
люков, взаимозаменяемых с крышками люков четырехосных
полувагонов. В закрытом положении эти крышки образуют пол
вагона. Рама состоит из хребтовой балки и двенадцати поперечных
балок, в том числе двух передних и двух шкворневых. Хребтовая
балка изготовлена из двух зетобразных профилей № 31 и дву-
тавра № 19, а в местах ее пересечения со шкворневыми балками
усилена надпятниковыми коробками и специальными накладками.
В местах пересечения с поперечными балками внутри зетобразных
профилей хребтовой балки вварены ребра жесткости. Шкворневые
балки имеют коробчатое сечение и состоят из двух вертикальных
и двух горизонтальных листов. Промежуточные балки имеют
двутавровое сечение. Верхние горизонтальные листы всех попереч-
ных балок имеют продольные гофры, высота которых больше, чем
высота гофров крышек люков. Вследствие этого при перевозке
длинномерных грузов нагрузка передается только на раму ва-
гона, а крышки люков разгружаются. Наличие гофров на попе-
речных балках способствует также лучшей разгрузке сыпучих
грузов.
В местах соединения с нижней обвязкой боковых стен попереч-
ные балки имеют усиление в виде двух штампованных накладок
(рис. 65). Высота поперечных балок в местах соединения их со
стойками увеличена, что значительно повышает прочность заделки
последних. Наличие на поперечных балках специальных планок,
наклоненных на угол открывания крышек люков, уменьшает
попадание на тележки и путь сыпучих грузов при разгрузке ваго-
нов через люки. Боковая стена полувагона состоит из верхней
обвязки замкнутого по всей длине сечения специального штампо-
ванного профиля и подштампованного по концам уголка, нижнего
пояса из уголка 160x 100x9 мм, угловых и промежуточных
стоек и корытообразной штампованной обшивки толщиной 5 мм.
Все промежуточные стойки выполнены из прокатного омегообраз-
181
ного профиля. В местах соединения с поперечными балками про-
межуточные стойки имеют усиления в виде приварных планок,
замыкающих омегообразный профиль. Шкворневые стойки имеют
также усиливающие накладки, приваренные точечной сваркой
к их наружным стенкам.
Торцовые двери восьмиосного полувагона прикреплены к угло-
вым стойкам на трех петлях. Эти двери состоят из двух створок,
имеют усиленный каркас и гофрированную обшивку толщиной
5 мм. Снизу и сверху торцовые двери снабжены запирающими
устройствами для удержания их в закрытом положении. Угловые
стойки, имеющие коробчатое сечение, выполнены из двух штампо-
ванных профилей с усиливающими ребрами в зоне соединения
с передней балкой. Основные технические характеристики вы-
пускаемых полувагонов приведены в табл. 19.
Аналогичный восьмиосный полувагон разработан КрВЗ.
Он имеет обшивку стен из гнутых профилей и другие отдельные
конструктивные отличия (мод. 12-737). Отработка конструкции
восьмиосных полувагонов продолжается. Большое значение имеют
работы по улучшению их технико-экономических показателей.
Построены опытные образцы вагонов с принципиально новыми
схемами 1 опоры кузова на двухосные тележки, разработанных
УВЗ, ВНИИВ и МИИТ. Отличительной особенностью этих полу-
вагонов является отсутствие тяжелых (2,5 тс каждая) соединитель-
ных балок четырехосных тележек и соответственно меньший
вес тары. Опытные четырех- и шестиосные полувагоны со сварными
кузовами из высокопрочных алюминиевых сплавов построены
УВЗ. Четырехосный полувагон грузоподъемностью 66 тс, кузов
и рама которого выполнены из специальных алюминиево-магние-
вых прессованных профилей и панелей, а крышки люков типовые
(стальные), имеет такие же линейные размеры, как и стальной
вагон мод. 12-532, но его тара снижена до 19,2 тс (взамен 22,4 тс),
т. е. более чем на 3 тс. В конструкции опытного универсального
шестиосного полувагона из алюминиевого сплава АМгб тара была
снижена на 3,4 тс, а грузоподъемность вагона повышена с 94 до
97 тс.
Ждановский завод тяжелого машиностроения изготовляет
четырехосные полувагоны грузоподъемностью 64 тс (мод. 12-150),
сконструированные на базе четырехосного универсального цель-
нометаллического полувагона грузоподъемностью 63 тс (модели
12-726), но в отличие от него не имеющие люков в полу. Настил
пола выполнен из стального листа толщиной 6 мм.
ВНИИВ, УВЗ и ЖЗТМ совместно разрабатывают конструкции
восьмиосных полувагонов с глухим кузовом и с погонной нагруз-
кой на 1 м пути до 11,0 тс, вписываемых в габарит Т. Опытные об-
1 Авторские свидетельства № 420491 (Бюллетень изобретений № И, 1974 г.)
и № 185954 (Бюллетень изобретений № 18, 1966 г.).
182
Таблица 19
Наименование	Модель				
	12-515	12-532	12-726	12-463	12-541
Колея, мм		1520	1520	1520	1067	1520
Грузоподъемность, тс . . .	63	63	63	52	125
Тара, тс		21,8	22,4	22,0	18,0	46,0
Объем кузова, м3 .... База, мм:	70,5	73,0	72,5	55,0	140,3
вагона 		8 650	8 650	8 650	8 650	12 070
тележки	 Длина, мм: по осям сцепления авто-	1 850	1 850	1 850	1 650	3 200
сцепок 	 по концевым балкам ра-	13 920	13 920	13 920	13 920	20 240
МЫ 	 Ширина кузова максималь-	12 700	12 700	12 700	12 700	19 НО
ная, мм	 Внутренние размеры кузова, мм:	3 134	3 130	3 130	2 850	3 190
длина 		12 070	12 126	12 156	12 152	18 748
ширина 		2 850	2 878	2 826	2 646	2 846
высота	 Высота вагона от уровня го-	2 060	2 060	2 060	1 700	2 510
ловок рельсов, мм . . . Количество разгрузочных	3 482	3 484	3 482	2 937	3 970
люков в полу	 Размеры разгрузочного лю-	14	14	14	14	22
ка в свету, мм		1327Х	1327Х	1327Х	1327Х	1327Х
	X 1540	X 1540	X 1540	X 1540	X 1540
Коэффициент тары ....	0,346	0,36	0,349	0,346	0,368
Удельный объем, м3/тс	1,12 21,2	1,16	1,15	1,06	1,12
Нагрузка от оси на рельс, тс Погонная нагрузка на 1 м		21,35	21,25	17,5	21,37
пути, тс		6,09	6,15	6,13	5,02	8,45
Конструктивная скорость,	120	120	120	100	120
Габарит 		01-Т	01-Т	01-Т	Южно- Саха- линской Ж. д.	1-Т
разцы таких полувагонов уже построены и проходят испытания.
Полувагоны с глухим кузовом не имеют люков в полу и торцовых
дверей. Они предназначены для использования на определенных
замкнутых маршрутах с большими и устойчивыми грузопотоками
угля, руды и тому подобных грузов.
Кроме вагонов колеи 1520 (1524) мм, для Южно-Сахалинского
отделения Дальневосточной ж. д. создан цельнометаллический
универсальный четырехосный полувагон колеи 1067 мм грузо-
подъемностью 52 тс (мод. 12-463). Конструкция его кузова ана-
логична конструкции кузова цельнометаллического универсаль-
183
ного вагона колеи 1520 (1524) мм. Линейные размеры этих вагонов
по длине такие же, объем кузова меньший (55 м3) из-за уменьше-
ния ширины и высоты.
§ 30. КРЫТЫЕ ВАГОНЫ
Для перевозки грузов, требующих защиты от атмосферных
осадков, а также скота и другой живности предназначены крытые
грузовые вагоны, которые могут быть универсальными и специ-
альными. Универсальные крытые вагоны имеют большой удель-
ный вес в вагонном парке страны. Алтайский вагоностроительный
завод серийно выпускает универсальный крытый вагон (рис. 66)
грузоподъемностью 63 тс (мод. 11-066). Вагон имеет кузов, состоя-
щий из стальной рамы с настилом пола из досок, двух боковых
и двух торцовых стен с металлическим каркасом, раскосно-
стоечной конструкции с деревянной обшивкой и металлической
крыши с обшивкой внутри. Несущие элементы кузова изготов-
лены из легированной стали 09Г2Д. Вагон вписан в габарит
0-Т, имеет объем кузова 120 м3, длину по автосцепкам 14 730 мм,
по концевым балкам рамы 13 870 мм и вес тары примерно 22 тс.
Рама (рис. 67) имеет хребтовую балку 1 из двух зетобразных
профилей № 31, две боковые балки 2 из швеллера № 20 (200 X
X76X5,2 мм), две шкворневые балки 4 замкнутого профиля,
сваренные из двух вертикальных листов толщиной 6 мм и двух
горизонтальных листов (верхний толщиной 8 мм и нижний 10 мм),
две основные 5 и две дополнительные 6 поперечные балки, про-
дольные промежуточные балки 8 для опоры досок пола, две свар-
ные концевые балки 3 и концевые раскосы 7. Хребтовая балка
оборудована задними упорами 9 автосцепки, объединенными с над-
пятниковыми отливками и передними упорами 10 с розетками.
Розетки автосцепок с каждого конца вагона углублены на 180 мм,
Рис. 66. Четырехосный крытый вагон с деревянной обшивкой
184
WlOnO
1335 "	10000^5
*'	5000^3
Рис. 67. Рама крытого вагона
что повышает длину и объем кузова без увеличения длины вагона
по автосцепкам. На шкворневых балках установлены пятники,
скользуны и упорные планки для домкратов. Настил пола выпол-
нен из досок толщиной 55 мм, окантованных гнутым угловым
профилем 45x45x4 мм. Настил пола укреплен болтами и спе-
циальными скобами на балках рамы.
Каркас боковой стены кузова имеет верхнюю обвязку из спе-
циального профиля 65x80x80x65x6 мм, две угловые стойки из
гнутого профиля 100 х 100X6 мм, две шкворневые и две промежу-
точные стойки из омегообразного гнутого профиля 220х80х50х
Х7 мм, две дверные сварные стойки и раскосы из прокатных
или гнутых зетобразных профилей сечением 80x65x6 мм. Стены
на 2/3 высоты обшиты досками толщиной 35 мм. Верхние доски
имеют толщину 22 мм. Доски соединены с каркасом болтами.
В стенах у промежуточных стоек на высоте 2250 мм от пола
имеются люки с запирающимися штампованными из листа 2 мм
крышками. В середине боковых стен имеется дверной проем 2000 X
Х2300 мм с самоуплотняющейся задвижной дверью, позволя-
ющей перевозить зерно без специальных щитов. Дверь имеет
каркас из гнутых и прокатных профилей с обшивкой гофрирован-
ным листом толщиной 1,4 мм и фанерой толщиной 8 мм. Дверь
подвешена сверху и передвигается на роликах с шарикоподшип-
никами по установленному на каркасе кузова рельсу.
Торцовая стена имеет две стойки из гнутого омегообразного
профиля 230 X 100 X 6 мм, приваренные к верхней обвязке и
раме. Стены обшиты досками толщиною 35 мм (нижние) и 22 мм
(верхние). Деревянная обшивка при повышенных скоростях со-
ударения (10—15 км/ч) во время маневров часто повреждается.
В связи с этим разработана конструкция цельнометаллической
стены с обшивкой стальным листом толщиной 3 мм, имеющим
185
в горизонтальном направлении гофры высотою 90 мм и шагом
300 мм.
Крыша состоит из дуг корытообразного гнутого профиля
60 X 50 X 3 мм и продольных стрингеров из гнутых уголков
32 X 32 X 3 мм, обшитых сверху листом (сталь повышенной кор-
розионной стойкости 10ХНДП) толщиной 1,5 мм с гофрами в по-
перечном направлении. По торцам крыши поставлены фрамуги
с выштамповками для жесткости. Обвязкой крыши служат верх-
ние обвязки боковых и торцовых стен. Крыша подшита изнутри
двухслойными древесноволокнистыми плитами, которые при-
креплены гвоздями к деревянным брускам в ее дугах. Крыша
оборудована четырьмя загрузочными люками 0 400 мм с крыш-
ками, двумя типовыми разделками для труб отопления и помостами.
Внутри кузова установлено несъемное оборудование, необходи-
мое для монтажа типового съемного оборудования при перевоз-
ках людей.
В последние годы создан универсальный крытый цельнометал-
ческий вагон (рис. 68) грузоподъемностью 63 тс с уширенными двер-
ными проемами (мод. 11-217) и весом тары 23 тс, который заменит
в серийном производстве вагоны с деревянной обшивкой. Он спро-
ектирован на базе вагона с деревянной обшивкой и в основном
отличается наличием металлической обшивки и широких двер-
ных проемов.
Боковые балки рамы изготовлены из швеллера № 14, усилен-
ного в зоне дверного проема швеллером № 8. Боковая стена имеет
десять стоек и верхнюю обвязку, обшитые металлическими ли-
стами с горизонтальными гофрами. Восемь из этих стоек изготов-
лены из омегообразного гнутого профиля 80 X 76 X 33 X 5 мм,
а две дверные — из зетобразного профиля № 8 и приваренного
к нему угольника 75 X 50 X 6 мм, служащего притвором двери.
Верхней обвязкой боковой стены служит уголок 90 X 56 X 8 мм.
Толщина металлической обшивки внизу 3 мм, а вверху 2 мм. Бо-
ковые стены имеют по два загрузочных люка и по одному уширен-
ному дверному проему (3825 мм), в котором установлены две за-
движные самоуплотняющиеся под распирающим действием зерна
двери с верхней подвеской на роликах к рельсу. Двери металли-
ческие, обшитые внутри фанерой толщиной 8 мм. Люк внизу одной
из дверей служит для снятия распирающего действия зерна перед
выгрузкой. Дверь имеет средний замковый стык и механизм за-
пирания, обеспечивающий необходимое уплотнение.
Торцовые стены состоят из угловых стоек (гнутый профиль
80 X 80 X 6 мм) и верхней обвязки (уголок 90 X 56 X 8 мм),
обшитых листом толщиной 3 мм с горизонтально направленными
трапецеидальными гофрами высотой 90 мм и шагом 300 мм. Боко-
вые и торцовые стены внутри обшиты влагостойкой фанерой тол-
щиной 10 мм. Крыша и ее оборудование в основном такие же, как
у вагона с деревянной обшивкой. Для облегчения ремонта крыши
разработана и испытывается ее съемная конструкция. Обвязка
186
такой крыши соединена
заклепками с верхними
обвязками стен. ВНИИВ
и АВЗ ведут работы по
замене внутренней об-
шивки стен и крыши
полимерными покры-
тиями, наносимыми на-
пылением. Опытные об-
разцы универсальных
крытых вагонов грузо-
подъемностью 65 тс
(мод. 11-207) с кузовом
и рамой из высокопроч-
ного алюминпево-маг-
ниевого сплава изготов-
лены АВЗ. Эти вагоны
имеют объем кузова
130 м3 (на 10 м3 больше,
чем серийные), длину
по осям автосцепок
15 730 мм (по концевым
балкам 14 870 мм) и
вес тары 19,4 тс, что
на 3,6 тс меньше, чем
вес тары цельнометал-
лического стального ва-
гона.
АВЗ и ВНИИВ раз-
работана конструкция
универсального крытого
цельном еталлического
вагона из крупных бло-
ков, допускающая меха-
низированную сборку
вагонов на потоке, что
значительно снижает
трудоемкость их изгото-
вления. В частности,
протяженность сварных
швов уменьшена почти
на 30%. Одновременно
вес тары вагона снижен
на 2 тс при увеличении
грузоподъемности и объ-
ема кузова. Для дверей,
крышек люков боковых
стен и крыши приме-
Рис. 68. Четырехосный крытый цельнометаллический вагон
187
Рис. 69. Четырехосный вагон с раскрывающейся крышей
йены алюминиевые сплавы. Внутри вагона взамен облицовки
стен и крыши фанерой и древесноволокнистыми плитами приме-
нено полимерное покрытие, наносимое напылением. Два опыт-
ных вагона такой конструкции проходят всесторонние испыта-
ния.
| Было разработано и опробовано несколько конструкций ва-
гонов с продольно-раздвигающейся крышей, созданных на базе
универсального крытого вагона с деревянной обшивкой. Однако
испытания этих конструкций показали их недостаточно надеж-
ную работу в зависимости от климатических условий нашей
страны, так как на крыше образуются наледи, замерзает вода,
попадает и затвердевает снег и грязь. Все это приводило к тому,
что открывание и закрывание крыш сильно затруднялось, требо-
валась трудоемкая очистка крыши, затрудняющая эксплуатацию
этих вагонов.
С учетом этого опыта была разработана конструкция крытого
специализированного вагона (рис. 69) грузоподъемностью 60 тс
с поперечно-открывающейся крышей для перевозки холодноката-
ной стали в рулонах и пачках без специальной упаковки. У та-
кого вагона (мод. 11-247) обшивка гладкая, дверей нет, крыша от-
крывающаяся, что обеспечивает погрузку при помощи кранов.
Открывает и закрывает крышу один человек при помощи ручного
гидравлического привода. Для укладки и крепления перевози-
мых рулонов или пачек стали вагон оборудован специальными
передвижными упорами и поворотными опорными балками, за-
крепленными на полу. Конструкция вагона рекомендована для
серийного производства. Такие же вагоны, но большей высоты и
с другим внутренним оборудованием можно применять при пере-
возке самых различных грузов, требующих погрузки кранами
(бумага в рулонах, дорогое оборудование и т. д.).
I АВЗ и ВНИИВ создали конструкцию крытого двухъярусного
вагона (мод. 11-240) для перевозки крупного и мелкого скота.
В вагоне можно перевозить мелкий скот на двух ярусах, крупный
188
скот на нижнем ярусе, а также выполнять комбинированные
перевозки крупного и мелкого скота. Вагон (рис. 70) спроектиро-
ван на базе универсального крытого вагона с деревянной обшив-
кой (мод. 11-066), но имеет большую высоту. Кузов вагона состоит
из стального каркаса раскосно-стоечной конструкции, обшитого
досками толщиной 35 мм. Металлическая крыша вагона, имеющая
теплоизоляцию толщиной 50 мм, подшита древесноволокнистыми
плитами. Рама вагона сварная, пол нижнего и верхнего ярусов
изготовлен из досок толщиной 55 мм. Вагон оборудован облегчен-
ными задвижными дверями, увеличенными по высоте. Размер двер-
ного проема в свету 2000 X 2577 мм.
В вагоне на каждом ярусе вдоль одной из стен установлены
кормушки и корыта для кормления скота, а в зоне дверных прое-
мов на стенах укреплены две двухстворчатые поворотные решет-
чатые двери. Установив их поперек вагона, можно каждое поме-
щение разделить на два отсека, что позволяет рассредоточить
скот и выделить площадь для хранения фуража и приготовления
корма. На второй ярус ведет лестница. Вагон оборудован систе-
мой водоснабжения, которая состоит из двух баков для воды ем-
костью 1500 л, расположенных по концам вагона, и из трубопро-
водов. Для вентиляции помещений в боковых стенах на каждом
ярусе имеются люки с откидными крышками, а в крыше — де-
флекторы. В настиле пола второго яруса имеются люки для уста-
новки трапа и погрузки скота, а в боковых стенах — окно для
освещения. Некоторые вагоны (мод. 11-246) имеют отделение для
проводника со спальными местами, плитой и умывальником. Это
отделение выделено за счет уменьшения длины грузового поме-
щения.
Высокий уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ
обеспечивают выпускаемые ДВЗ специальные четырехосные кры-
Рис. 70. Четырехосный двухъярусный крытый вагон для перевозки скота
189
тые цельнометаллические
вагоны грузоподъемностью
60 тс (мод. 10-475) с под-
нимающимися кузовами
(рис. 71), предназначенные
для перевозки апатитового
концентрата. При наезде
на эстакаду поезда из та-
ких вагонов происходит
я автоматическая разгрузка
« во время движения, при
£ этом используется сила
| тяги локомотива. Объем
х вагона 48 м3, вес тары
о 26,5 тс, габарит 1-Т,
g длина по осям автосцепок
| 11 630 мм.
5 Вагон состоит из ку-
« зова, нижнеи рамы и меха-
№ низмов, связывающих ее
« с кузовом. Кузов вагона
Е состоит из двух боковых
| и двух торцовых стен, про-
| дольной и двух попереч-
ных балок, четырех кры-
“ шек, образующих пол ва-
| гона, и крыши с люками.
§ Боковые и торцовые стены
s имеют сварные каркасы,
« состоящие из верхних и
с нижних поясов и стоек из
° гнутых профилей, обши-
= тых с внутренней стороны
« листами толщиной 3 мм
с вертикальными выштам-
~ повками — гофрами.
Продольные и попереч-
£ ные балки выполнены из
°" двутавра № 45. Продоль-
ная балка, проходящая
вдоль всего кузова, имеет
сверху штампованный про-
филь, выполненный под
углом 30°. На балке име-
ются упорные кронштей-
ны, кронштейны связыва-
ющих рычажных механиз-
мов и петли для шарнир-
190
ного крепления крышек, имеющих каркас, перекрытый сверху
двойным металлическим настилом. Между листами настила нахо-
дится термоизоляционный слой из пенопласта толщиной 50 мм.
В транспортируемом положении крышки образуют пол вагона.
На крышках над тележками на петлях установлены щитки, пре-
дохраняющие тележки от попадания на них сыпучих грузов
при разгрузке. Крыша вагона состоит из набора дуг, обшитых
гофрированными листами толщиной 2,5 мм. По обе стороны
крыши расположены два щелевых люка, каждый из которых
перекрыт тремя крышками на петлях.
Кузов оборудован двумя парами бегунков диаметром 310 мм,
вращающихся на конических роликовых подшипниках. Одна пара
бегунков расположена в гнездах нижней обвязки торцовой стены
одного конца вагона, а другая — в гнездах верхней обвязки стены
другого конца вагона. При установленных бегунках вагон впи-
сывается в габарит Т. Нижняя рама имеет хребтовую (два двутавра
№ 45, перекрытых листами), четыре опорные поперечные и две
шкворневые балки. Продольная балка кузова соединена с нижней
рамой двумя рычажными механизмами, позволяющими кузову
во время разгрузки перемещаться относительно рамы в вертикаль-
ном направлении.
При разгрузке локомотив перемещает вагоны со скоростью до
5 км/ч через разгрузочную эстакаду. При этом бегунки кузова на-
бегают на направляющие эстакады и поднимают кузов над ниж-
ней рамой вагона. В этот момент крышки разгрузочных люков
наклоняются под углом 50° к горизонту, и происходит выгрузка.
При сходе с эстакады вагон принимает транспортируемое поло-
жение.
Для Южно-Сахалинского отделения Дальневосточной ж. д.,
имеющего колею 1067 мм и свой габарит подвижного состава, АВЗ
разработал две конструкции универсальных крытых вагонов: ва-
гон грузоподъемностью 40 тс с деревянной обшивкой кузова
(мод. 11-208) и вагон грузоподъемностью 50 тс с металлической
обшивкой кузова (мод. 11-227). Они максимально унифицированы
с конструкциями крытых универсальных вагонов колеи 1520
(1524 мм), но имеют меньшую ширину и высоту в соответствии
с требованиями габарита.
§ 31. ЦИСТЕРНЫ
Разновидности цистерн. ЖЗТМ разработаны цистерны многих
типов. По роду перевозимых грузов различают цистерны для пере-
возок нефтепродуктов; кислот и аналогичных им агрессивных
продуктов; сжиженных газов; пищевых продуктов; сыпучих гру-
зов; затвердевающих и застывающих грузов; химических грузов.
Для обеспечения постройки цистерн большой номенклатуры
с наименьшими затратами и наибольшей производительностью
191
труда заводом проведена работа по унификации их основных узлов
и оборудования. Большинство строящихся цистерн — четырех-
осные, рамной конструкции. Каждая такая цистерна, независимо
от назначения, состоит из рамы (платформы) с тормозным и авто-
сцепным оборудованием, ходовых частей, котла с арматурой, обо-
рудования, отвечающего специфическим требованиям, связанным
с перевозкой различных грузов.
Рамы (платформы) четырехосных цистерн унифицированы.
Сварная рама состоит из хребтовой, двух шкворневых и двух
концевых балок, соединенных со шкворневыми балками короткими
боковыми балками. Хребтовая балка сварена из двух швеллеров
№ 30, перекрытых накладками (сверху сечением 480 X 8 мм,
а снизу сечением 490 X 6 мм). На хребтовой балке имеются крон-
штейны для подвески тормозного оборудования, планки для креп-
ления котла в средней части, задние и передние упоры автосцепки
с розетками и надпятниковыми коробками.
Каждая шкворневая балка переменной высоты коробчатого се-
чения сварена из двух вертикальных листов толщиной 10 мм и
двух горизонтальных листов толщиной 8 мм. На шкворневой балке
смонтированы пятник, скользуны и планки для установки дом-
кратов при подъеме вагонов. На верхнем листе шкворневой балки
есть штампованные из листа стали диафрагмы-опоры, которые
сверху имеют радиальную форму. На каждой такой опоре укреп-
лены желоба, в которые установлены и прикреплены болтами дере-
вянные бруски. Такие бруски есть также над хребтовой балкой.
Они имеют радиальную форму для опирания на них котла ци-
стерны. Радиальная поверхность опор должна соответствовать
наружному радиусу нижнего листа котла. В верхнем и нижнем
листах шкворневых балок есть отверстия для болтов стяжных хо-
мутов, которые крепят котел.
| Концевые и короткие боковые балки изготовляют из штамповок
Г-образной формы толщиной 6 мм. На концевой балке укреплены
кронштейны для установки сигнального фонаря, расцепного ры-
чага автосцепки, поручня сцепщика и т. д. Сварные рамы цистерн
пока в основном изготовляют из углеродистой стали ВСтЗспб
(ГОСТ 380—71). Рамы цистерны устанавливают на две тележки
ЦНИИ-ХЗ-О. Рассмотренные рамы (платформы) являются типо-
выми для большинства цистерн, но в зависимости от специфики
перевозимых грузов могут иметь дополнительное оборудование.
Все они имеют длину по осям автосцепок 12 020 мм, по концевым
балкам рамы 10 800 мм и базу 7800 мм.
Для небольшого количества цистерн, перевозящих легкие
грузы, необходимы рамы (платформы) большей длины: по осям
автосцепок 16 120 мм, по концевым балкам рамы 14 900 мм, база
10 300 мм (цистерны для кальцинированной соды и поливинил-
хлорида). Эти рамы имеют хребтовые балки из двух зетобразных
профилей № 31. Их изготовляют из низколегированной стали
09Г2С.
192
Крепление котлов цистерн на рамах унифицировано. Котлы
крепят в середине и по концам. Котел свободно укладывают ниж-
ним (броневым) листом на деревянные брусья опор, установленных
на шкворневых балках рамы. В середине нижней части котла
фасонные лапы, приваренные к броневому листу, соединяют при-
зонными болтами с опорными планками, приваренными к хребто-
вой балке. Котел с каждого конца крепят к опорам на шкворне-
вых балках двумя стяжными хомутами, которые, предотвращая
вертикальное и поперечное перемещения котла относительно рамы,
допускают некоторое продольное перемещение концов котла от-
носительно рамы при температурных деформациях (например,
когда в котел наливают горячий груз). В последнее время разра-
ботаны конструкции безрамных цистерн, у которых отсутствует
сквозная хребтовая балка, а продольные нагрузки воспринимает
котел.
Котлы всех цистерн, независимо от их типа и назначения, обо-
рудованы лестницами с поручнями и помостами с ограждениями,
обеспечивающими обслуживающему персоналу свободный доступ
к установленному наверху оборудованию.
Цистерны для нефтепродуктов. До 1971 г. выпускалась четы-
рехосная цистерна грузоподъемностью 60 тс с котлом из углероди-
стой стали, предназначенная как для светлых (бензин, лигроин
и т. п.), так и для темных (нефть, топливо, минеральные масла
и т. п.) нефтепродуктов. Котел этой цистерны для налива нефте-
продуктов сверху имеет небольшой колпак диаметром 570 мм и
высотой 300 мм с люком, который герметически закрыт крышкой
с восемью откидными болтами. Опорное кольцо горловины люка
для герметичности уплотнено бензостойкой резиной. В колпаке
размещены устройство для определения уровня заполнения котла
и привод основного затвора сливного прибора.
Для слива снизу в середине нижнего листа котла установлен
универсальный сливной прибор конструкции О. Г. Бойчевского,
Л. С. Сигина и Л. А. Шадура. В этом приборе обеспечена полная
герметичность основного затвора и есть дополнительный независи-
мый затвор, предотвращающий течь при неисправном основном
затворе. Прибор позволяет наливать котел снизу при помощи на-
соса. В верхней части котла, рядом с колпаком установлен пре-
дохранительно-впускной клапан, отрегулированный на внутрен-
нее давление в котле 1,5 ат и на вакуум 0,2 ат. Для спуска в котел
через колпак есть внутренняя лестница.
Однако недостатком этой цистерны являлся небольшой объем
(полезный 60 м3, полный 61,2 м3), что не позволяло полностью ис-
пользовать ее грузоподъемность при перевозке светлых нефте-
продуктов, особенно бензина. Поэтому такие цистерны в 1971 г.
были сняты с производства, а взамен них стали строить цистерны
(рис. 72) грузоподъемностью 60 тс для перевозки светлых нефте-
продуктов (мод. 15-1556) с полезным объемом котла 71,2 м3 и
полным 72,7 м3. Объем возрос в результате увеличения внутрен-
7 Л. Д. Кузьмич	193
X
3
ч
ь
<D
Ы
OeU^Q-hQl
ошг_____________________________
06661______________________ ,
_। *	\ o^f
него диаметра котла с 2800 до 3000 мм и длины котла с 10 300 до
10 620 мм. Котел изготовляют из низколегированной стали 09Г2С.
Вес цистерны 24 тс.
Для перевозки высоковязких нефтепродуктов — мазутов, сма-
зочных масел и т. п. строят цистерны грузоподъемностью 60 тс
(мод. 15-897) с подогревом. Цистерна имеет такую же конструк-
цию и оборудование, как и универсальная с полезным объемом
60 м3, но нижняя часть котла дополнительно оборудована паро-
обогревательной рубашкой. Наружной стенкой этой рубашки слу-
жит стальной лист толщиной 3 мм, а внутренней — нижняя часть ко-
тла. Стенки связаны между собой каркасом из уголкового проката.
Пар поступает в рубашку через штуцер кожуха сливного прибора,
а выходит (пар или конденсат) через два патрубка, расположенных
в нижней части рубашки. Разработаны и изготовлены опытные
цистерны для вязких нефтепродуктов грузоподъемностью 62 тс,
что достигнуто благодаря увеличению диаметра и длины котла
(мод. 15-1566).
В 1963—1967 гг. было построено несколько тысяч шестиосных
цистерн для нефтепродуктов грузоподъемностью 90 тс с полезным
объемом котла 99 м3, а затем перешли на производство восьми-
осных цистерн.
В настоящее время ЖЗТМ для перевозки светлых нефтепро-
дуктов строит восьмиосные цистерны безрамной конструкции
(рис. 73) грузоподъемностью 120 тс (мод. 15-871), имеющие пол-
ный объем 140 м3, длину по осям автосцепок 21 120 мм, базу
13 790 мм, вес тары 48 тс. Цистерны вписаны в габарит 1-Т. Котел
цистерны (внутренний диаметр 3000 мм) изготовлен из низколеги-
рованной стали 09Г2С. Цилиндрическая часть котла сварена из
нижнего листа толщиной 12 мм и четырех листов по 9 мм. Днище
штампуют из листа толщиной 11 мм. В зоне опоры котла нижний
лист усилен листами шириной 1000 мм и толщиной 12 мм. Для по-
вышения устойчивости котел усилен в средней части двумя коль-
цевыми шпангоутами, а над опорами с каждого конца — двумя
разрезными снизу шпангоутами, концы которых соединены с опо-
рой котла. Шпангоуты изготовляют из специального омегообраз-
ного профиля, применяемого для стоек полувагонов.
Котел оборудован двумя типовыми колпаками (0 570 и вы-
сотой 300 мм) с герметизированными крышками. В нижней части
котла по оси колпаков расположены два типовых универсальных
сливных прибора, приводы основных затворов которых разме-
щены в колпаках. Для обеспечения полного слива нижний лист
котла имеет уклоны к сливным приборам. Сверху цистерны уста-
новлен типовой предохранительно-впускной клапан, отрегулиро-
ванный на внутреннее давление 1,5 кгс/см2 (0,15 МПа) и вакуум
0,2 кгс/см2 (0,02 МПа). Для удобства обслуживания котел обору-
дован наружными и внутренними лестницами. К котлу снаружи
приварены кронштейны для подвески тормозного оборудо-
вания.
7
195
К концевым частям
котла приварены опоры,
которыми он опирается
на четырехосные тележки
(мод. 18-101). Опора, яв-
ляющаяся одновременно
консольной частью рамы,
имеет хребтовую (два зе-
тобразных профиля № 31)
и шкворневую балку, а
также концевые и боковые
балки. На хребтовой и
концевой балках разме-
щены элементы авто-
сцепного устройства, а
на шкворневой — пятник,
скользуны и опоры для
домкрата. Котел приварен
к шкворневой балке ре-
брами и листами, а к хреб-
товой — специальными ла-
пами с прорезями для
сварки.
В первых вариантах
конструкции цистерн по
концам котла в нижней
части были предусмотрены
ниши, внутри которых раз-
мещали хребтовые балки,
что позволяло снизить
центр тяжести цистерны.
Однако это сильно услож-
няло технологию произ-
водства и снижало надеж-
ность котла. Опыт пока-
зал, что при отмене ниши
увеличение высоты ци-
стерны с 4610 до 4830 мм
практически не сказалось
на ее динамических каче-
ствах, а значительно упро-
стило технологию произ-
водства и ремонта.
Цистерны для кислот.
Все цистерны для кислот—
четырехосные и отлича^
ются конструкцией котла.
Котел цистерны (рис. 74),
196
имеющей грузоподъемность 60 тс и предназначенной для перевозки
серной кислоты (мод. 15-140), изготовляют из углеродистой стали
ВСтЗспб. Полезный объем котла 32 м3. Толщина нижнего листа
цилиндрической части котла (внутренний диаметр 2000 мм) и
штампованных днищ 12 мм, а остальных трех листов этой части
10 мм. Нижний лист имеет уклон к середине. В центре имеется
колпак диаметром 1200 мм, высотой 670 мм, сливно-наливная
труба 0 3", кран для выпуска и впуска воздуха и предохра-
нительно-впускной клапан, отрегулированный на давление
2,5 кгс/см2 (0,25 МПа) и вакуум 0,2 кгс/см2 (0,02 МПа). Налив и
слив груза в цистерну — верхний. Для промывки котла и отбора
проб крышка люка колпака имеет смотровой патрубок 0 4".
При засорении сливно-наливной трубы его можно использовать
для налива и слива перевозимого груза.
Котел цистерны грузоподъемностью 63 тс для улучшенной сер-
ной кислоты (мод. 15-1548) имеет конструкцию и оборудование та-
кие же, как у цистерны для перевозки обычной серной кислоты,
но не имеет колпака. Этот котел изготовлен из двухслойной не-
ржавеющей стали 20К + 10Х17Н13М2Т (ГОСТ 10885—75), что
обеспечивает сохранение высокого качества продукта. Полезный
объем котла 34,24 м3, внутренний диаметр 2200 мм. Нижний лист
и днище из стали толщиной 12 мм, а остальные листы цилиндриче-
ской части — толщиной 9 мм. Котел цистерны грузоподъем-
ностью 60 тс для олеума (мод. 15-1402) отличается от котла
цистерны для серной кислоты наличием парообогревательной
рубашки в его нижней части. Конструкция рубашки такая же,
как у котла цистерны для вязких нефтепродуктов.
Котел цистерны (мод. 15-1406) грузоподъемностью"57,3 тс для
крепкой азотной кислоты (концентрация до 98%) сваривают из
алюминия АДО (ГОСТ 17232—71). Толщина листов цилиндриче-
ской части котла 25 мм, а днищ 28 мм. Полезный объем котла
37,3 м3, внутренний диаметр 2214 мм. Котел имеет колпак, на
крышке которого размещены штуцер для отбора проб, предохра-
нительно-выпускной клапан, указатель наполнения цистерны и
штуцер для манометра. Налив и слив кислоты — верхний. Для
защиты рамы, тормозного оборудования и других элементов от
случайно пролитой кислоты с обеих сторон котла имеются предо-
хранительные щиты. На раме установлен ящик с известью для
нейтрализации пролитой кислоты.
Котел цистерны грузоподъемностью 61,5 тс (мод. 15-1404) для
слабой азотной кислоты (концентрация до 58%) сваривают из
нержавеющей стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632—72). Котел состоит
из четырех продольных листов (нижнего толщиной 11 мм, двух
боковых по 9 мм, верхнего толщиной 8 мм) и двух днищ тол-
щиной 12 мм. Оборудование его такое же, как у цистерны для
крепкой азотной кислоты. Полезный объем 44,47 м3.
Котел цистерны грузоподъемностью 62 тс для меланжа (мод.
15-1514) сваривают из экономнолегированной нержавеющей стали
197
Рис. 75. Цистерна для сжиженного пропана
08Х18Г8Н2Т (ГОСТ 5632—72). Нижний лист и днища толщи-
ной 10 мм, остальные листы по 9 мм. Нижний лист имеет уклон
к середине. Котел имеет устройство для верхнего налива и слива
предохранительно-впускной клапан, люк-лаз с расположенными
на крышке патрубком для отбора проб и штуцером для мано-
метра. Полезный объем котла 40 м3, внутренний диаметр 2414 мм.
Котлы цистерн для соляной кислоты грузоподъемностью 52,2 тс
(мод. 15-1403) и грузоподъемностью 59,4 тс (мод. 15-1554) анало-
гичны по конструкции и оборудованию, но отличаются размерами.
Котлы изготовляют из стали ВСтЗсп5. Сверху котла находятся
два люка: один с откидной крышкой для доступа при осмотрах и
ремонте; на крышке другого смонтировано устройство для верх-
него налива и слива и предохранительный клапан. Для защиты от
воздействия соляной кислоты, внутренняя поверхность котлов и
колпаков, а также наружная поверхность люков и котлов в зоне
люков гуммирована слоем резины толщиной 5 мм. На котлах
цистерн имеются гуммированные защитные фартуки.
Котел цистерны грузоподъемностью 60 тс для перевозки фенола
(мод. 15-898) такой же, как у цистерны грузоподъемностью 60 тс
для вязких нефтепродуктов, но его внутренняя поверхность,
а также все детали, соприкасающиеся с фенолом, оцинкованы.
Для последующего покрытия котла цинком имеется дополнитель-
ный люк диаметром 570 мм.
Цистерны для сжиженных газов. Значительный удельный вес
в производстве занимают цистерны для перевозки сжиженных газов
(пропана, аммиака, хлора и др.). Особенностью большинства этих
цистерн является высокое рабочее давление, в связи с чем их котлы
имеют обечайки из листов повышенной толщины.
Котел цистерны (рис. 75) грузоподъемностью 22,9 тс для пере-
возки сжиженного пропана (мод. 15-1407) изготовляют из низко-
легированной стали 09Г2С. Толщина листов обечаек 26 мм, днищ
198
32 мм. Полезный объем котла 45,8 м®, внутренний диаметр 2600 мм.
Котел имеет колпак с защитным кожухом. На крышке колпака
установлено устройство для верхнего налива и слива груза, ука-
затель уровня наполнения, карман для термометра и предохра-
нительный клапан на давление 20 кгс/см2 (2 МПа). Рядом с кол-
паком вварен штуцер для манометра.
В последнее время были построены цистерны для пропана без-
рамной конструкции, увеличенных габаритных размеров, грузо-
подъемностью 41,8 тс (мод. 15-1558). Котел сваривают из стали
09Г2С. Днища котла толщиной 26 мм, а листы обечаек 24 и 26 мм
(в зоне опоры котла). Полезный объем 83,6 м3, внутренний диа-
метр 3000 мм. Цистерна вписана в габарит 1-Т. На концах котла
приварены короткие полурамы для опоры на тележки и установки
автосцепного и тормозного оборудования. Вся специальная ар-
матура такая же, как у котла цистерны грузоподъемностью 22,9 тс.
Котел цистерны грузоподъемностью 30,7 тс (мод. 15-1408) пред-
назначен для аммиака. Его оборудование такое же, как у котла
цистерны для пропана, но дополнительно в верхней части он имеет
кожух теневой защиты из листа толщиной 1,5 мм, предохраняющий
груз от нагревания солнцем. В последнее время для аммиака строят
безрамные цистерны грузоподъемностью 45,33 тс без теневой за-
щиты, вписанные в габарит 1-Т.
Для перевозки сжиженного хлора строят цистерны грузоподъ-
емностью 47,6 тс (мод. 15-1409) с теневой защитой и грузоподъем-
ностью 55,8 тс (мод. 15-1566) без теневой защиты. Котлы этих
цистерн отличаются от котлов других цистерн для сжиженных
газов в основном размерами. Они рассчитаны на давление 15 ат.
Цистерны для пищевых продуктов. Котел цистерны грузо-
подъемностью 60,5 тс для патоки (мод. 15-1413) сваривают из угле-
родистой стали ВСтЗсп5. Толщина нижнего листа 11 мм, остальных
трех — 9 мм, а днищ 12 мм. Нижний лист котла имеет уклон к слив-
ному прибору. Котел имеет люк 0 570 мм и высотой 300 мм.
В крышке люка размещен указатель уровня заполнения цистерны.
Котел оборудован типовым универсальным сливным прибором
для слива снизу и внутренней лестницей. Нижняя часть котла
имеет парообогревательную рубашку для подогрева при сливе
загустевшей патоки. Объем котла 42,9 м3, диаметр 2410 мм.
' Цистерна (рис. 76) грузоподъемностью 31,2 тс для молока
(мод. 15-886) обеспечивает перевозку молока при температуре
наружного воздуха от 50 до —50° С. Она имеет трехсекционный
котел из алюминия АД1 (ГОСТ 17232—71), сваренный из листов
толщиной 14—16 мм. Каждая секция объемом 10 м3 имеет люк-лаз
диаметром 570 мм с откидной крышкой, уплотненной специальной
пищевой резиной. Секция оборудована устройством для налива
и слива молока, указателем уровня молока поплавкового типа и
краном для впуска и выпуска воздуха. Молоко наливают через
трубу диаметром 76 мм, а сливают (самотеком или с использова-
нием вакуумных насосов) из каждой секции раздельно.
199
| Котел цистерны грузоподъемностью 55,3 тс для виноматериа-
лов (мод. 15-1542) является котлом-термосом. Он сварен из двух-
слойной стали ВСтЗсп5 + 12Х18Н10Т (ГОСТ 10885—75). Нижний
лист имеет толщину 11 мм, а остальные — 9 мм. Детали котла,
соприкасающиеся с продуктом, изготовляют из нержавеющей
стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632—72). Нижний лист имеет уклон
к сливному прибору. Котел имеет люк-лаз, установленный на рас-
ширительном колпаке, предохранительно-впускной клапан, от-
регулированный на избыточное давление 1,5 кгс/см2 (0,15 МПа)
и вакуум 0,15кгс/см2 (0,015МПа). Для транспортирования молока
и виноматериалов котлы цистерн снаружи имеют теплоизоляцию
из стеклянного штапельного волокна МРТ-35 (ГОСТ 10499—67).
Толщина изоляции соответственно 200 и 250 мм. Сверху есть
защитный кожух из стального листа толщиной 1,5 мм.
Цистерны для сыпучих грузов. В цистернах специальной кон-
струкции можно перевозить некоторые сыпучие порошкообразные
грузы, которые приобретают свойства текучести при аэрации, обес-
печивающей полную выгрузку продукта. Строят цистерны для
цемента, кальцинированной соды и поливинилхлорида.
Котел цистерны для цемента грузоподъемностью 61 тс (мод.
15-1405) такой же, как и универсальной цистерны для нефтепро-
дуктов грузоподъемностью 60 тс, но дополнительно оборудован
устройствами для погрузки и аэропневмовыгрузки цемента. Кроме
люка диаметром 570 мм с герметизированной крышкой и внутрен-
ней лестницей, на котле размещены патрубки диаметром 200 мм
с откидными крышками и наконечниками для присоединения шлан-
гов для погрузки и патрубок для установки указателя уровня за-
полнения котла цементом. Внутри котел двумя рассекателями и
четырьмя боковыми откосами, установленными с уклоном к раз-
грузочному патрубку, разделен на две части — верхнюю гру-
зовую и нижнюю (подоткосную), которые для выравнивания дав-
ления соединены трубами. На стыках откосов и рассекателей раз-
200
мещены четыре аэролотка, а вблизи разгрузочного патрубка —
аэроплитки для взрыхления цемента сжатым воздухом. Снизу
котла укреплен ящик, в котором установлены краны для впуска
воздуха от компрессора в аэролотки и раздаточный шланг, а также
предохранительный клапан на давление 2 кгс/см2 (0,2 МПа). За-
грузку и выгрузку осуществляют воздухом через шланги на спе-
циальных складах, оборудованных компрессорами. Разгружать
цистерны можно в приемные устройства, расположенные под
землей или на высоте до 25 м. Вес тары цистерны 24,5 тс, полезный
объем 53,7 м3.
Цистерна для кальцинированной соды (мод. 15-884) грузоподъ-
емностью 54 тс имеет котел, сваренный из низколегированной
стали 09Г2С (нижний лист толщиной 10 мм, остальные — 9 мм;
днище толщиной 11 мм). Длина котла 14 690 мм, поэтому цистерну
устанавливают на раму (платформу) с удлиненной базой 10 300 мм.
Устройство и специальное оборудование котла принципиально та-
кие же, как котла цистерны для цемента. Полезный объем цистерны
83,6 м3, вес тары 31,3 тс. Цистерна вписана в габарит 0-Т.
Котел цистерны (рис. 77) грузоподъемностью 55 тс для поли-
винилхлорида (мод. 15-1498) состоит из двух соединенных авто-
номных секций, расположенных с наклоном под углом 6° к сере-
дине. Котел сварен из двухслойной стали ВСтЗсп5 + 12Х18Н10Т
(толщина нижних листов 10 мм, а остальных 8 мм). Сверху каждой
секции котла имеются люк 0 570 мм, два загрузочных патрубка
0 200 мм с откидными крышками и наконечниками для присоеди-
нения шлангов при погрузке, патрубок для установки указателя
уровня заполнения котла и предохранительный клапан на избы-
точное давление 2 кгс/см2 (0,2 МПа). Внутри смонтированы устрой-
ства для аэропневмовыгрузки. Котел смонтирован на раме с ба-
зой 10 300 мм; по конструкции он такой же, как и у цистерны
для кальцинированной соды. Котел загружают через патрубки,
свободно засыпая груз или подавая его под давлением. Разгру-
жают котел под давлением, подавая груз по трубопроводам на
расстояние до 50 м на любую сторону цистерны. Цистерна вписана
в габарит 0-Т.
Цистерны для затвердевающих и застывающих грузов. Кон-
струкции таких цистерн разнообразны, но все они имеют наружную
термоизоляцию толщиной 200 мм из стеклянного штапельного во-
локна МРТ-35 и других материалов. Цистерны закрыты снаружи
кожухом из стального листа толщиной 1,5 мм и имеют различные
системы подогрева груза перед разгрузкой.
Котел цистерны для расплавленной серы (рис. 78) грузоподъем-
ностью 56,6 тс (мод. 15-1480) изготовляют из двухслойной стали
ВСтЗсп5 + 12Х18Н10Т (толщина нижнего листа 10 мм, днищ
12 мм и остальных листов 8 мм). Объем 31,8 м3, внутренний диа-
метр котла 2000 мм. Сверху котла имеется люк,, на крышке которого
установлены два вентиля для продувки котла, указатель уровня
заполнения и предохранительный клапан. Серу наливают при
201
i
i
I
202
температуре 135—150° С. Для подогрева серы, застывшей при
транспортировании, между котлом и изоляцией установлены труб-
чатые электронагреватели переменного тока напряжением 380 В.
Слив груза — нижний.
Цистерна для пасты сульфанола грузоподъемностью 53,7 тс
(мод. 15-1417) имеет котел из листов стали ВСтЗсп5 (нижний лист
толщиной 11 мм, два боковых9 мм, два верхних 8 мм и днище 11 мм).
Сверху котла имеются люк-лаз с откидной крышкой, два шту-
цера 0 100 мм, внутренний обогревательный змеевик из труб
0 60 мм (нержавеющая сталь), предохранительно-впускной кла-
пан, воздушный кран 0 50 мм, универсальный сливной прибор
для нижнего слива груза и другая специальная аппаратура. Для
разогрева застывшей пасты перед сливом в змеевик подают насы-
щенный пар под давлением 6 ат при температуре около 150° С.
Жидкий пек транспортируют в цистернах грузоподъемностью
57,8 тс (мод. 15-1532). Котел сварен из стали ВСтЗсп5 (толщина
нижнего листа 11 мм, остальных 9 мм, а днища 12 мм). Нижний
лист имеет уклон к середине, что обеспечивает лучший слив. По-
лезный объем котла 50 м3. Котел имеет люк-лаз 0 570 мм с крыш-
кой, оборудованной предохранительной мембраной, трубами слива
и налива, термопарой для измерения температуры продукта.
Жидкий пек наливают в цистерну при температуре 300° С. Для
подогрева груза при сливе есть система электрообогрева (мощ-
ностью 90 кВт), обеспечивающая разогрев с температуры 150° С
до температуры слива за 12 ч. Сливают груз выдавливанием или
сифопированием.
Нафталин транспортируют в цистернах грузоподъемностью
50,8 тс (мод. 15-1536), котел и оборудование которых такие же,
как у цистерны для жидкого пека.
Капролактам транспортируют в цистернах грузоподъемностью
50 тс (мод. 15-1582), котлы которых сваривают из нержавеющей
стали 08Х22Н6Т (ГОСТ 5632—72). Внизу к котлу приварена паро-
обогревательная рубашка из листовой стали со штуцерами и за-
глушками для впуска и выпуска пара. Котел вместе с парообогре-
вательной рубашкой покрыт термоизоляцией. Котел оборудован
предохранительным клапаном, специальной арматурой, внутрен-
ней лестницей и сливно-наливным устройством. Наливают котел
сверху при температуре капролактама 90° С, а сливают — насо-
сом. Полезный объем цистерны 49,5 м3, вес тары 26,8 тс. Цистерна
вписана в габарит 0-Т.
Цистерны для химических и других грузов. Строят также
цистерны для перевозки других химических продуктов: ядохими-
катов, этиловой жидкости, желтого фосфора и т. п. Кроме цистерн
колеи 1520 (1524) мм, для Южно-Сахалинского отделения Дальне-
восточной ж. д., имеющего колею 1067 мм, разработаны цистерны
двух типов для нефтепродуктов — четырехосная универсальная
цистерна грузоподъемностью 46 тс для светлых и темных нефтепро-
дуктов и четырехосная цистерна грузоподъемностью 46 тс для вяз-
203
ких нефтепродуктов. Эти цистерны унифицированы с цистернами
соответствующего назначения колеи 1520 (1524 мм), но имеют
меньшие размеры по ширине и высоте в соответствии с требова-
ниями габарита.
До 1939 г. строили цистерны для битума с наружной изоляцией
котла и расположенными внутри змеевиками для разогрева за-
твердевшего битума паром. Эти цистерны вследствие частых по-
вреждений змеевиков работали ненадежно. По предложению
А. А. Скорбященского на ДВЗ были разработаны специальные
бункерные вагоны для перевозки нефтебитума.
Вагон (рис. 79) грузоподъемностью 40 тс для нефтебитума
(мод. 17-431) состоит из рамы, четырех поворотных бункеров, хо-
довых частей и другого оборудования. Раму и бункера изготов-
ляют из низколегированной стали 09Г2Д. Рама состоит из хребто-
вой, двух боковых, двух шкворневых, двух концевых балок и пяти
опор для установки четырех бункеров. Хребтовая балка сварена
из двух двутавров № 55, боковые балки изготовлены также из
двутавров № 55. Шкворневая балка коробчатого сечения сварена
из двух вертикальных (толщиной 8 мм) и двух горизонтальных
(10 мм) листов. Опоры бункеров — сварные коробки трапецеидаль-
ной формы, имеющие сверху зубчатые рейки. На эти рейки при
помощи зубчатых секторов, устанавливают бункера, а внутри
опор размещают механизмы их поворота (опрокидывания).
Бункер имеет каркас с двойной обшивкой из стальных листов —
внутренней и наружной. Пространство между обшивками служит
паровой рубашкой, в которую через штуцера подают пар. В ре-
зультате битум перед выгрузкой оплавляется. Бункер при вы-
грузке можно опрокидывать на любую сторону пути. Объем одного
бункера 11,8 м3. Вес вагона 35,25 тс. Вагон вписан в габарит 0-Т.
В последние годы предложена новая конструкция вагона гру-
зоподъемностью 50 тс для перевозки нефтебитума (мод. 17-429).
Этот вагон имеет три бункера и облегченную раму. Вес тары ва-
гона 35,8 тс; объем одного бункера 19,7 м3. Вагон вписан в габа-
рит 1-Т.
§ 32.	ХОППЕРЫ
Саморазгружающиеся бункерные вагоны для перевозки массо-
вых сыпучих грузов — хопперы — специализированы по роду
грузов. Их кузова в нижней части имеют бункера с наклонными
стенками, по которым груз сползает вниз при открытии крышек
разгрузочных люков. Груз можно разгружать в приемные устрой-
ства, расположенные в междурельсовом пространстве, или на
обе стороны рельсового пути. По роду перевозимых грузов хоп-
перы бывают открытыми или крытыми.
Количество типов и число строящихся вагонов-хопперов в по-
следние годы возрастает, что способствует повышению уровня
механизации погрузочно-разгрузочных работ. Хопперы за не-
большим исключением строят в четырехосном исполнении. Они
2J4
ОШ	,	SL9Z
Рис. 80. Вагон для окатышей и горячего агломерата
205
имеют типовые ходовые части, тормозное и автосцепное оборудова-
ние. Среди открытых хопперов значительный удельный вес зани-
мают вагоны для перевозки горячих окатышей и агломерата с тем-
пературой до 700° С от мест их производства к приемным бункерам
доменных печей.
Полувагон-хоппер (рис. 80) длиной 12 м, грузоподъемностью
61 (65) тс (мод. 22-471) предназначен для аглофабрик с расстоя-
нием между спекательными лентами 12 м, а подобный вагон
длиной 10 м, грузоподъемностью 62 (66) тс (мод. 22-480) — для
аглофабрик с расстоянием между спекательными лентами 10 м
(грузоподъемность, приведенная в скобках, соответствует про-
мышленным путям). Эти вагоны имеют принципиально одинако-
вую конструкцию и эксплуатируются в специальных поездах на
магистральных и промышленных путях. Вес тары вагонов соот-
ветственно 23 и 22 тс, объем кузова 42 м3. Вагоны вписаны в габа-
рит 0-Т, имеют цельнометаллический сварной кузов и мощную
раму. Кузов состоит из двух боковых вертикальных стен и двух
торцовых стен с углом наклона к горизонту 41°. В нижней части
кузова находятся два бункера с разгрузочными люками.
Каркас боковых и торцовых стен сварен из прокатных и гну-
тых профилей. Обшивку стен — панели из гнутого профиля, ко-
торые не имеют жесткого соединения с каркасами, —можно легко
заменять при повреждениях. Благодаря съемной обшивке исклю-
чено коробление кузова вследствие температурных деформаций.
Каркас кузова жестко соединен с рамой, состоящей из хребтовой
балки (два двутавра № 45, перекрытые сверху и снизу листами),
двух шкворневых, поперечных и концевых балок. Двускатный
пол с углом наклона к горизонту 51° прикреплен к хребтовой
балке.
Окатыши или агломерат разгружают в приемные устройства
на обе стороны рельсового пути. Крышки разгрузочных люков
бункеров открывают и закрывают при помощи специального ме-
ханизма разгрузки, расположенного под бункерами (система ры-
чагов, приводимых в действие от пневматического цилиндра).
Электроппевматическая дистанционная система управления раз-
грузкой позволяет выполнять ее с централизованного пульта.
Возможно и ручное управление разгрузкой.
Полувагон-хоппер грузоподъемностью 58 тс для кокса (мод.
22-445) предназначен для доставки охлажденного кокса с коксо-
химических заводов металлургическим предприятиям и другим
потребителям. Кузов состоит из каркасов вертикальных боковых
стен и торцовых, установленных под углом 40° к горизонту.
Нижнюю часть кузова образуют три двойных бункера с люками,
имеющими откидывающиеся крышки, которые служат стенками
бункеров. Внутренние стены бункеров образуют двускатный
пол с углом наклона к горизонту 50°. Стены имеют съемную
обшивку, заменяемую при эксплуатации вагона по мере повре-
ждения.
206
Рис. 81. Вагон для торфа
Рама сварная с хребтовой балкой, состоящей из двух зетобраз-
ных профилей № 31, перекрытых сверху штампованным профилем,
двух боковых, двух концевых, двух шкворневых и двух поперечных
балок. Крышки разгрузочных люков открываются специальными
рычажными механизмами с пневмоприводом, получающим пита-
ние воздухом от компрессора локомотива. Каждая секция бункеров
оборудована своим механизмом открывания крышек. Электро-
пневматическая дистанционная система управления позволяет
управлять разгрузкой с центрального пульта. Возможной ручное
управление разгрузкой.
Строят также полувагон-хоппер (рис. 81) грузоподъемностью
58 тс (мод. 22-473) для перевозки фрезерного и кускового торфа
с торфоразработок к тепловым электростанциям в специальных
поездах с правом следования по магистральным железным дорогам.
Конструкция этого вагона в значительной степени унифицирована
с конструкцией вагона для кокса, но имеет свои особенности —
гладкую постоянную обшивку стен, больший наклон к горизонту
торцовых стен (60°), меньшее количество разгрузочных люков
(четыре вместо шести) и т. д. Технические характеристики этих
вагонов следующие: вес тары около 26 тс, объем кузова 120 м3,
Длина по осям автосцепок 17 500 мм, длина по концевым балкам
16 280 мм, база 13 370 мм. Вагон вписан в габарит 1-Т.
Во все возрастающих размерах строят для магистральных же-
лезных дорог специализированные крытые хопперы. Четырехос-
ный крытый хоппер (рис. 82) грузоподъемностью 65 тс (модель
11-715) для перевозки цемента сварной, имеет раму, металлический
кузов, образованный двумя боковыми вертикальными и двумя
наклонными к горизонту под углом 50э торцовыми стенами, и
207
Рис. 82. Вагон для цемента
0(К01
208
крышу. Нижняя часть кузова имеет два бункера с четырьмя раз-
грузочными люками, обеспечивающими разгрузку цемента в при-
емные устройства, расположенные по оси железнодорожного пути.
Рама имеет хребтовую балку (два зетобразных профиля № 31),
две боковые балки (уголок 125 X 80 X 10 мм), две сварные шквор-
невые балки коробчатого сечения и две штампованные из листа 4 мм
концевые балки.
Боковые стены кузова обшиты листом толщиной 3 мм с гофрами.
Каркасы торцовых наклонных стен обшиты листом толщиной 4 мм.
Крыша изготовлена из девяти дуг (уголок 75 X 50 X 5 мм), об-
шитых гофрированными листами толщиной 2 мм. В крыше рас-
положено четыре круглых загрузочных люка 0 621 мм со сфери-
ческими крышками. Для подъема на крышу служит лестница.
Внутри на боковой стене имеются ступеньки для спуска в люк.
Четыре разгрузочных люка бункеров (размер в свету 500 X 400 мм)
оборудованы штампованными крышками из листа 6 мм с уплотне-
ниями. Крышки открывают и закрывают при помощи механизма,
состоящего из двух винтовых приводов закрытого типа, открываю-
щих одновременно две крышки.
Создана конструкция цельнометаллического крытого хоппера
грузоподъемностью 64 тс (мод. 11-740) для бестарной перевозки
гранулированных минеральных удобрений от места производства
к местам потребления, имеющим специальные приемо-разгрузоч-
ные устройства.
Разработан цельнометаллический крытый хоппер (рис. 83)
грузоподъемностью 65 тс для перевозки зерна и других пищевых
сыпучих грузов (крупа, комбикорм и т. д.) без упаковки (мо-
дель 11-739). Вагон состоит из кузова с крышей и бункерами, рамы
и механизма разгрузки. У кузова две торцовые стены наклонные.
На крыше расположены четыре круглых загрузочных люка
0 576 мм со сферическими крышками. На крышу и внутрь вагона
ведут лестницы, а по всей длине крыши имеется трап. Шесть бун-
керов внизу имеют разгрузочные люки и крышки, подвешенные на
петлях и соединенные с механизмом разгрузки (один на два бун-
кера). Механизм разгрузки ручной со штурвалом и системой ры-
чагов. Загружают вагон сверху, а выгружают в разгрузочные
устройства в междурельсовом пространстве.
Создана конструкция хоппера грузоподъемностью 50 тс (мод.
20-403), предназначенного для перевозки технического углерода
(гранулированная сажа). Кузов хоппера состоит из вертикальных
боковин и наклонных к горизонту под углом 40° торцовых стен,
выполненных в виде каркаса с обшивкой из листа толщиной 4 мм
с выштамповками. В крышке имеется десять круглых загрузочных
люков 0 300 мм с крышками и два смотровых люка. В нижней части
кузова расположены восемь разгрузочных бункеров — по четыре
с каждой стороны вагона. Бункеры имеют круглые разгрузочные
люки диаметром 320 мм со специальными секторными затворами.
Некоторые характеристики крытых хопперов приведены в табл. 20.
209
Таблица 20
Наименование	Модель			
	11-715	11-740	11-739	20-403
Перевозимые грузы . .	Цемент	Минераль- ные удоб- рения	Зерно	Техни- ческий углерод
Грузоподъемность, тс	65	64	65	50
Вес тары, тс		19	22	22	24
Объем, м3		55	73	93	130
База вагона, мм ... Длина по осям сцепле-	7 700	9 980	10 500	13 370
ния автосцепок, мм Высота от уровня рель-	11 920	13 200	14 720	17 500
сов максимальная, мм Габарит (ГОСТ 9238—73)	4 180	4 590	4 603	4315
	1-Т	0-Т	0-Т	1-Т
ДВЗ совместно с ВНИИВ создана специальная конструкция
вагона для перевозки муки (рис. 84). Грузовой емкостью являются
вертикальные бункеры, состоящие из цилиндрической обечайки,
верхней штампованной части сферической формы и нижней конусо-
образной части. Бункеры оборудованы системой аэрационной раз-
грузки. Вагоны для перевозки муки разработаны в двух вариан-
тах — со стальными и с алюминиевыми бункерами. Стальные ем-
кости внутри имеют покрытие на основе эпоксидной смолы. В ка-
честве материала аэрирующих элементов в бункерах применена
пористая нержавеющая сталь, позволяющая промывать емкости,
не опасаясь появления коррозии или разрушения этих элементов.
Общий погрузочный объем вагона 93 м3, вес тары 36 тс при сталь-
ных емкостях и около 30 тс при алюминиевых. Рабочее давление
воздуха при разгрузке 2 кгс/см2 (0,2 МПа).
Подобные вагоны проектируют и для перевозки гранулирован-
ного полиэтилена.
Рис. 84. Вагон для перевозки муки
210
§ 33.	ИЗОТЕРМИЧЕСКИЕ ВАГОНЫ
Для скоропортящихся продуктов, в первую очередь продуктов
питания (мяса, рыбы, масла, фруктов, овощей и др.), которые тре-
буют особых температурных режимов и режимов влажности для
их хранения и перевозки, предназначены оборудованные специаль-
ными приборами и установками изотермические вагоны. По роду
применяемого оборудования изотермические вагоны делят на ва-
Рис. 85. Вагоны рефрижераторной секции:
а — грузовой вагой; б — вагон-дизель-электростанция; / — дизельное отделение;
2 — служебное (щитовое) отделение; 3 — салон-кухня; 4 — котельная; 5 — туалет;
6 — отделение для отдыха; 7 — аккумуляторная
211
Гоны со льдосоляной системой охлаждения и рефрижераторные
вагоны с машинной системой охлаждения и электрической систе-
мой отопления. Рефрижераторные вагоны являются наиболее эф-
фективными, так как обеспечивают в грузовом отделении задан-
ные температурные и вентиляционные режимы при движении
и стоянках, ускоряют доставку грузов в результате резкого умень-
шения затраты времени на экипировку по сравнению с вагонами-
ледниками. В СССР с 1965 г. строят только рефрижераторные ва-
гоны.
Изотермические вагоны делят на универсальные (для большой
номенклатуры массовых грузов) и специальные, например для
перевозки живой рыбы и т. д. Основным видом отечественного
рефрижераторного подвижного состава является пятивагонная
рефрижераторная секция (мод. 16-304), выпускаемая БМЗ. Сек-
ция состоит из пяти четырехосных вагонов: четырех грузовых
(мод. 16-305, рис. 85, а) и одного вагона-дизель-электростанции
(мод. 16-340, рис. 85, б).
Кузова вагонов цельнометаллические сварные из низколегиро-
ванной стали 09Г2Д. Каркасы боковых, торцовых стен и крыши
выполнены из прокатных и гнутых профилей, а их обшивка—
из гофрированных листов. Внутренняя обшивка стен из алюминие-
вых листов толщиной 2 мм с вертикальными гофрами высотой 40 мм
прикреплена болтами к стойкам каркаса. Рамы вагонов имеют
хребтовую балку из зетобразных профилей № 31. Пол грузовых
вагонов состоит из деревянных брусьев, уложенных на металли-
ческий настил рамы, изоляционного слоя и верхнего настила
из досок толщиной 45 мм. На настил уложен слой листовой биоло-
гически стойкой резины, выдерживающей колебания температуры
от —45 до 50° С. На полу уложены алюминиевые напольные ре-
шетки, которые шарнирно соединены с боковыми стенками и мо-
гут удерживаться у стен в поднятом состоянии. Термоизоляцион-
ным материалом грузовых помещений служит полистирол.
В боковых стенах для погрузки и выгрузки имеется дверь раз-
мером в свету 2200 X 2000 мм со специальным запирающим ме-
ханизмом. Дверь имеет металлический каркас с изоляцией и упру-
гими уплотнениями по контуру. В одном конце грузового вагона
есть машинное отделение с отдельным выходом наружу. Вагон
оборудован холодильными установками ВР-1М (из двух холо-
дильных машин), электроотопительными приборами, устрой-
ствами для циркуляции воздуха и приточно-вытяжной венти-
ляцией.
Холодильные установки автоматизированы и обеспечивают сле-
дующие режимы в грузовом помещении: —20° С для заморожен-
ного груза; 2° С для охлажденных грузов; режим, обеспечиваю-
щий охлаждение фруктов и овощей от 20 до 4° С в течение 60 ч.
Хладагентом служит хладон-12 (фреон-12). Зимой грузовые по-
мещения при необходимости отапливают электропечами мощ-
ностью 10 кВт, работа которых автоматизирована.
212
Вагон-дизель-электростанция имеет дизельное и служебное от-
деления, салон-кухню, купе отдыха, туалет с душем и тамбур.
Эти помещения соединены дверями. С одного конца вагона имеются
две наружные двери (по одной на сторону), а с другого конца рас-
положено аккумуляторное отделение с отдельным входом снаружи.
В дизельном отделении установлены два дизель-генератора
ДГМА-75 мощностью по 75 кВт трехфазного переменного тока
частотой 50 Гц, напряжением 400 В, а также различное вспомога-
тельное оборудование — системы охлаждения дизелей, насосы,
преобразователи, баки и т. д. Запасные топливные баки располо-
жены под вагоном. В служебном помещении находятся силовые
щиты с распределительными устройствами, приборами автома-
тики и контроля температур. Энергия к установкам и приборам
грузовых вагонов поступает по подвагонным магистралям и между-
вагонным соединениям со штепсельными разъемами. В салоне-
кухне находится плита, холодильник, раковина-мойка, радио-
приемник, стол, стулья; в тамбуре — котельное отделение с во-
дяным отоплением. В отделении для отдыха бригады имеются
спальные места, шкафы для одежды, стол, стулья.
Вес тары грузового вагона в экипированном состоянии 39,5 тс,
дизельного 64,5 тс, а секции в целом 222,5 тс. Номинальная грузо-
подъемность одного вагона 42,5 тс, всей секции 170 тс. Длина сек-
ции по осям автосцепок 106 370 мм. Конструкционная скорость
120 км/ч; секция вписана в габарит 1-Т.
Испытан опытный образец и подготовляется выпуск пятивагон-
ных рефрижераторных секций РС-3 с улучшенными технико-эко-
номическими показателями: вес тары секции благодаря примене-
нию новых облегченных тележек и обшивки из стали 10ХНДП
снижен до 203 тс, грузового вагона до 36,5 тс; номинальная грузо-
подъемность секции повышена до 184 тс, а грузового вагона до
46 тс; полезный объем секции увеличен до 454 м3. Мощность
дизелей в результате увеличения наддува повышена до 180—
200 кВт. Работоспособность оборудования секции гарантирована
в диапазоне наружных температур от 45 до —50° С.
На базе грузового вагона пятивагонной секции разработан
специализированный четырехосный рефрижераторный вагон, обес-
печивающий перевозку пресноводной живой рыбы при темпера-
туре наружного воздуха от —40 до 30° С. Температура воздуха
в вагоне при этом равна 4—6° С. Вагон может следовать в грузо-
вых и пассажирских поездах. В кузове вагона размещены машин-
ное и дизельное отделения, аппаратная, щитовая с приборами уп-
равления, грузовое помещение, коридор, служебное отделение,
кухня с электроплитой и туалет. Вагон имеет индивидуальную си-
стему энергоснабжения, холодильные установки, отопительные
приборы, системы приточно-вытяжной вентиляции и аэрации воды.
Холодильная установка состоит из двух холодильных машин,
холодопроизводительность которых в стандартных условиях со-
ставляет 18 000 ккал/ч. В дизельном отделении установлены два
213
дизель-генератора ДГА-25/9 трехфазного переменного тока часто-
той 50 Гц, напряжением 400-В, мощностью 25 кВт, имеющие каж-
дый подогреватель ПЖД-400, и бак для топлива. В грузовом по-
мещении размещены баки для перевозки 12 т живой рыбы и 18 т
воды (всего 30 т); объем этих баков 30 м3. Система аэрации обес-
печивает содержание в воде 6—8 мг кислорода на 1 л при темпера-
туре 4—6° С.
В 1972—1973 гг. БМЗ построил и испытал макетный образец
автономного универсального рефрижераторного вагона, предна-
значенного для перевозки скоропортящихся грузов, требующих
поддержания температуры в грузовом помещении от 12 до —20° С
при температуре наружного воздуха от —45 до 35° С, а также
для охлаждения и перевозки предварительно неохлажденных фрук-
тов и овощей. Грузоподъемность вагона 42 тс, вес брутто 85 тс,
полезный объем 113,5 м3; вагон вписан в габарит 1-Т. Все обору-
дование вагона автоматизировано, за исключением пуска дизель-
генераторных установок, который производят вручную после за-
грузки вагона; при этом один дизель-генератор включают на вре-
менную работу, а другой — на постоянную. При достижении
необходимой температуры дизель-генератор, установленный на вре-
менную работу, автоматически отключается. Стационарные испы-
тания показали достаточно высокие качества такой конструкции.
§ 34.	ТРАНСПОРТЕРЫ
Транспортеры — это специальный открытый подвижной со-
став для грузов, которые по габаритным размерам или весу не-
возможно перевозить в обычных вагонах (трансформаторы боль-
шой мощности, части гидравлических турбин, статоры и роторы
генераторов, станины крупных станков, шаботы, маховики, котлы
больших диаметров и др.). Транспортеры делят на площадочные,
колодцеобразные, сцепные и сочлененные. Ходовыми частями
транспортеров являются двухосные, трехосные и четырехосные
тележки, которые объединяют при помощи специальных балок
в многоосные системы. Все транспортеры имеют автоматические
тормоза и автосцепное оборудование.
Площадочные транспортеры. Такие транспортеры состоят из
главной несущей балки, имеющей форму изогнутого бруса, с по-
ниженной погрузочной площадкой, которая оборудована пятни-
ками (часто сферическими) для опоры на ходовые части транс-
портера.
Площадочный четырехосный транспортер (рис. 86) грузоподъем-
ностью 55 тс имеет главную балку в форме изогнутого бруса пере-
менной высоты. Средняя опущенная часть главной балки является
погрузочной площадкой транспортера (10 000 X 2450 мм). Вы-
сота сечения главной балки в середине 496 мм. Балка изготовлена
из углеродистой стали и состоит из четырех сварных двутавров
переменной высоты с полками 240 X 36 мм и вертикальными стен-
214
ками толщиной 14 мм, перекрытых сверху листом толщиной 14 мм.
Сварные двутавры соединены диафрагмами. На наружных дву-
таврах имеются кронштейны, а в средней части верхнего листа —
отверстия для крепления грузов. Ходовой частью являются две
тележки ЦНИИ-ХЗ-О. Длина транспортера по осям автосцепки
19 470 мм, база 14 000 мм, вес тары 24,3 тс.
Четырехосный транспортер грузоподъемностью 62 тс аналоги-
чен рассмотренному и отличается лишь размерами.
Восьмиосный транспортер грузоподъемностью 100 тс имеет глав-
ную балку, которая опирается на пятники соединительных балок
двух типовых четырехосных тележек (база 3200 мм). Главная балка
сварена из четырех двутавров (низколегированная сталь), пере-
крытых сверху листом шириной 2380 мм. Высота главной балки
в середине 530 мм. Погрузочная площадка 8000 X 2380 мм, длина
транспортера по осям автосцепок 24 250 мм, база 16 120 мм, вес
тары 60,7 тс.
Восьмиосный транспортер грузоподъемностью 110 тс имеет свар-
ную главную балку из пяти двутавров, перекрытых сверху листом
шириной 2480 мм. Двутавры связаны диафрагмами. Высота глав-
ной балки в середине 725 мм. Погрузочная площадка 7840 X
X 2480 мм. По концам главной балки установлены сферические
пятники и скользуны. Главная балка опирается на подпятники
двух концевых балок, каждая из которых соединяет две тележки
ЦНИИ-ХЗ-О, образуя четырехосные тележки с базой 2950 мм.
На концевых балках установлены автосцепка и тормозные пло-
щадки с ручным тормозом. Длина транспортера по осям автосце-
пок 25 410 мм, база 11 800 мм, вес тары 69,1 тс.
Шестнадцатиосный транспортер грузоподъемностью 200 тс
(рис. 87) имеет главную балку, которая через сферические пятники
опирается на две концевые балки. Концевая балка опирается
через обычные цилиндрические плоские пятники на две типовые
четырехосные тележки, составленные из тележек ЦНИИ-ХЗ-О.
Главная и концевые балки изготовлены из низколегированной
стали. Размер погрузочной площадки 8500 X 2270 мм, длина
транспортера по осям автосцепок 38 430 мм, база 23 490 мм, вес
тары 115,9 тс. Было построено также несколько двенадцатиосных
транспортеров грузоподъемностью 150 тс, шестнадцатиосных —
грузоподъемностью 220 тс и др.
Колодцеобразные транспортеры. Для перевозки крупногаба-
ритных колес гидротурбин, бандажей и обечаек цементных печей,
планшайб, маховиков и других аналогичных грузов большой вы-
соты, которые нельзя перевозить на площадочных транспортерах,
служат колодцеобразные транспортеры. Основным является вось-
миосный транспортер грузоподъемностью 120 тс, который имеет
главную балку, опирающуюся через два сферических пятника на
концевые балки. Каждая концевая балка опирается на две двух-
осные тележки ЦНЦИ-ХЗ-О, соединяя их попарно. Главная балка
состоит из двух боковых элементов двутаврового сечения, соеди-
215
rrz/IUb.
w
Рис. 87. Площадочный транспортер грузоподъемностью 200 тс
216
j
ценных по концам Поперечными элементами. Высота сечения глав-
ной балки в середине 1540 мм. Концевые части балки сверху пере-
крыты листами; в средней части балки образуется колодец (ниша)
шириной 2420 и длиной 10 200 мм. В колодцеобразной части транс-
портера на нижних поясах боковых элементов установлено шесть
пар стальных опорных подушек для цапф съемных поперечных
балок, служащих для установки грузов. Съемные поперечные
балки, высотой 510 мм, имеют цилиндрические цапфы 0 150 мм.
В зависимости от размера грузов эти балки можно устанавливать на
различные пары опорных подушек. Длина транспортера по авто-
сцепкам 24 950 мм, база 16 400 мм, вес тары 53,1 тс.
Сцепные транспортеры. Для перевозки длинномерных тяже-
ловесных грузов (цилиндрических и плоских) служат сцепные
транспортеры. Двенадцатиосный транспортер (рис. 88) грузо-
подъемностью 120 тс служит для перевозки длинномерных (до
32 м) цилиндрических и плоских грузов высотой до 4300 мм.
Транспортер состоит из трех секций — двух концевых несущих
четырехосных платформ и промежуточной четырехосной плат-
формы, служащей для увеличения длины и для связи секций транс-
портера.
Секции соединены укороченными автосцепками без поглоща-
ющих аппаратов. На головных частях автосцепок для исклю-
чения саморасцепа установлены стопорные болты. При пере-
возке грузов короче 24 м среднюю платформу не используют. На
несущих балках концевых секций установлены турникеты с ради-
альными опорными поверхностями (радиусом 2000 мм), на которые
укладывают груз при перевозках.
В средней части балок приварены кронштейны, предназначен-
ные для установки гидравлических домкратов для подъема груза.
Для их питания служат гидравлические насосы ГН-200 с ручным
приводом. Несущие платформы имеют автоматические тормоза,
а промежуточная платформа’— только пролетную трубу. Ходовой
частью являются шесть тележек ЦНИИ-ХЗ-0 со специальной над-
рессорной балкой, имеющей пониженную на 141 мм опорную
плоскость подпятника. Полная длина транспортера 37 220 мм,
а без учета промежуточной платформы 26 080 мм.
Тридцатидвухосный транспортер грузоподъемностью 480 тс,
предназначенный для перевозки крупногабаритных грузов ци-
линдрической формы, состоит из двух секций, соединенных авто-
сцепкой. Каждая секция может быть использована как самостоя-
тельный шестнадцатиосный транспортер грузоподъемностью 240 тс.
Для этого на концах его несущих балок имеются места поста-
новки сменных опор-турникетов. Каждая секция имеет изогнутую
несущую балку, опирающуюся при помощи катков на две конце-
вые балки, установленные на две специальные четырехосные те-
лежки с базой 2700 мм. Вес транспортера 211 тс, база 31 380 мм,
длина по осям автосцепок 62 760 мм, высота рабочей поверхности
опор-турникетов от головок рельсов 1800 мм.
217
Сочлененные транспортеры. Для перевозки мощных тяжело-
весных трансформаторов и статоров турбогенераторов, а также
(при использовании вспомогательных устройств) и других круп-
ногабаритных грузов служат сочлененные транспортеры. Основ-
ными несущими элементами таких транспортеров являются две
консоли, которые через систему балок опираются на ходовые
части. Груз подвешивают между консолями и соединяют с ними
внизу при помощи проушин и валиков. Вверху груз защемляют
между специальными опорами консолей и он участвует в работе
конструкции как несущий элемент. Для установки грузов, не
имеющих специальных проушин для их подвески на транспортере,
транспортер можно оборудовать специальными съемными несу-
щими балками. Сочлененные транспортеры обычно оборудуют си-
стемой главных гидравлических подъемников для подъема груза
и системой вспомогательных гидравлических подъемников для
поддержания консолей при разведении половин транспортеров.
Шестнадцатиосный транспортер (рис. 89) грузоподъемностью
220 тс имеет две консоли ферменной конструкции, каждая из ко-
торых опирается на балку, соединяющую промежуточную и кон-
цевую балки. Через эти балки консоли опираются на четыре двух-
осные тележки ЦНИИ-ХЗ-О. Перевозимый груз или подвешивают
между консолями транспортера и соединяют с их проушинами
валиками диаметром 180 мм, или устанавливают на специальную
съемную балку (когда груз не имеет проушин). Под действием соб-
ственного веса груз защемляется между опорными поверхностями
консолей и участвует в работе конструкции. При движении транс-
портера в порожнем состоянии консоли соединяют специальными
звеньями в зоне проушин, а верхние пояса — специальным устрой-
ством с винтовым замком. Съемную балку размещают при этом
сверху.
Система главных гидравлических подъемников транспортера
состоит из четырех домкратов грузоподъемностью по 110 тс, уста-
новленных на соединительных балках. Система вспомогательных
подъемников состоит из четырех гидродомкратов грузоподъем-
ностью 20 тс, установленных попарно на промежуточных балках.
Транспортер оборудован автосцепками, автоматическим тормозом,
а также тормозными площадками и ручным тормозом.
Двадцатиосный транспортер грузоподъемностью 300 тс имеет
такую же конструкцию, как и транспортер грузоподъемностью
220 тс, но у него более мощные элементы и каждая концевая балка
соединяет две двухосные тележки ЦНИИ-ХЗ-О, а каждая проме-
жуточная балка — две трехосные тележки.
Двадцативосьмиосный транспортер грузоподъемностью 400 тс
имеет две сварные консоли, опирающиеся на две соединительные
балки, каждая из которых, в свою очередь, опирается'па конце-
вые и промежуточные также сварные балки. Все несущие элементы
транспортера изготовлены из низколегированной стали 10Г2С1Д.
Вес консолей с грузом на соединительные балки передается через
219
218
опорные катки, установленные на консолях. Соединительные балки
на промежуточные и концевые балки опираются при помощи обыч-
ных цилиндрических пятников и скользунов. Для обеспечения
поворота консолей с грузом (при прохождении кривых) относи-
тельно соединительных балок на каждой половине транспортера
имеется специальный узел вращения — водило. Ходовой частью
транспортера являются шесть четырехосных (база 3970 мм) и две
двухосные (база 1360 мм) тележки конструкции Ворошиловград-
ского тепловозостроительного завода им. Октябрьской революции.
Транспортер оборудован автосцепкой, автоматическим и ручным
тормозами.
§ 35.	ДУМПКАРЫ И ДРУГИЕ ВАГОНЫ
ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАНСПОРТА
Промышленный транспорт играет большую роль в народном
хозяйстве страны, особенно в таких отраслях, как горнодобываю-
щая, угольная, черная и цветная металлургия, лесная и торфо-
добывающая промышленность, а также различное строительство.
Вагоны промышленного транспорта используют для перевозок
тяжелых грузов от мест их производства до мест примыкания про-
мышленных железных дорог к магистральным, а иногда и для дви-
жения по магистральным путям.
Особенно широкое распространение получили саморазгружаю-
щиеся вагоны-думпкары (самосвалы), которые являются основным
видом подвижного состава горнорудных предприятий черной
и цветной металлургии и угольной промышленности. Основной
особенностью думпкаров является кузов, наклоняющийся (обычно
под углом 45° к горизонту) при выгрузке груза, и борт, открыва-
ющийся со стороны выгрузки. Кузов наклоняется под действием
пневматических или гидравлических цилиндров, установленных
на кронштейнах нижней рамы вагона. Их штоки соединены шар-
нирно с верхней рамой кузова. При наклоне кузова боковой борт,
в сторону которого происходит выгрузка, при помощи рычажных
механизмов, расположенных в лобовых стенках кузова, откры-
вается и служит продолжением пола кузова. При этом для обес-
печения лучшей устойчивости думпкара от опрокидывания пол-
ное открывание борта несколько опережает наклон кузова.
Кузов в поездное положение после разгрузки устанавливается
или под действием собственного веса или принудительно в резуль-
тате применения цилиндров двойного действия. Другой особен-
ностью большинства думпкаров является многослойный пол ку-
зова, состоящий из нижнего стального листа, средней амортизи-
рующей прослойки и верхнего мощного стального листа (или па-
кета листов). Такой пол обеспечивает прочность кузова при по-
грузке глыб вскрышных скальных пород или руды. Думпкары
оборудованы двумя воздушными магистралями — тормозной и
для питания воздухом разгрузочных цилиндров (или, при гидра-
220
влической системе разгрузки,
одной воздушной и одной гидра-
влической магистралями).
Думпкары колеи 1520
(1524) мм доставляют к потре-
бителю в порожнем состоянии
(как груз на своих колесах)
в составе обычных грузовых
поездов без ограничения скоро-
стей движения. Однако боль-
шинство думпкаров вписано
в габарит Т, а поэтому для обе-
спечения их вписывания в габа-
рит 1-Т при следовании в поро-
жнем состоянии предусмо-
трена возможность стяжки бор-
тов, что и выполняет завод-
изготовитель при отправке ва-
гонов к местам их эксплуатации.
Четырехосный думпкар
(рис. 90) грузоподъемностью
60 тс (модель 31-638) предна-
значен для перевозки вскрыш-
ных и скальных пород и руд
с объемным весом 1,7—2,25 тс/м3
и выгрузки их в отвалы или
приемные устройства обогати-
тельных фабрик. Это единствен-
ный думпкар, спроектирован-
ный с учетом возможности экс-
плуатации с грузом на маги-
стральных путях без ограниче-
ния скорости. Поэтому его ши-
роко используют при строитель-
стве железных дорог, а также
при доставке на небольшие рас-
стояния песка, гравия и камня
из карьеров к различным строй-
кам. Предусмотрена погрузка
экскаваторами с ковшами емко-
стью 3—4 м3 глыб весом до 2 тс
с падением их с высоты до 2 м
в частично загруженный мелкой
породой вагон.
Нижняя рама думпкара имеет
хребтовую балку из двух двутав-
ров № 45, перекрытых сверху
и снизу листом 450 х 12 мм,
Рис. 90. Думпкар грузоподъемностью 60 тс
две концевые балки, сваренные из вертикального листа толщиной
8 мм и двух горизонтальных толщиной 14 мм, две шкворневые бал-
ки, сваренные из двух вертикальных листов толщиной 10 мм,
верхнего и нижнего горизонтальных листов (10 и 16 мм), и четыре
поперечные цилиндровые балки-кронштейны. Верхняя рама ку-
зова состоит из набора продольных и поперечных балок из швел-
леров № 14 и 20. Сверху поперечные балки перекрыты нижним
листом пола толщиной 4 мм, на который уложены деревянные
брусья толщиной 60 мм. Сверху положен лист пола толщиной 12 мм.
К верхней раме приварены лобовые стенки, в которых размещен
рычажный механизм открывания и закрывания бортов. Продоль-
ные борта сварены из прокатных и гнутых профилей, перекрытых
листовой обшивкой.
Для наклона кузова при разгрузке с каждой стороны вагона
на нижнюю раму установлено по два пневматических цилиндра,
штоки которых шарнирно соединены с верхней рамой. Давление
воздуха при разгрузке 6—7 кгс/см2 (0,6—0,7 МПа). Пневматиче-
ская система позволяет разгружать весь состав или часть его.
После разгрузки кузов возвращается в поездное положение под
действием собственного веса. Ходовыми частями служат тележки
ЦНИИ-ХЗ-О.
Четырехосный думпкар грузоподъемностью 85 тс (мод. 31-639),
предназначенный для более тяжелых условий работы, позволяет
производить погрузку ковшами емкостью 6—8 м3 с возможностью
падения глыб весом до 3 тс с высоты до 2 м на частично загружен-
ный мелкой породой кузов. Нижняя рама думпкара имеет хреб-
товую балку из двух двутавров № 55, перекрытых листами тол-
щиной 12 мм, две концевые и две шкворневые балки и четыре крон-
штейна для установки пневматических цилиндров наклона кузова
при разгрузке (по два с каждой стороны). Верхняя рама сварена
из продольных и поперечных элементов, перекрытых нижним ли-
стом пола толщиной 4 мм, на который уложены деревянные бруски
толщиной 75 мм, а сверху листы толщиной 14 мм. Борта и лобовые
стенки изготовлены из гнутых профилей и швеллеров и перекрыты
листами. Кузов при разгрузке наклоняется двумя цилиндрами
при давлении 6—7 кгс/см2 (0,6—0,7 МПа). После разгрузки кузов
устанавливается в поездное положение под действием собственного
веса. Ходовой частью служат двухосные усиленные тележки, до-
пускающие нагрузку от оси на рельсы 35 тс.
Четырехосный думпкар грузоподъемностью 82 т (мод. 31-652)
предназначен специально для перевозки металлургических горя-
чих сыпучих грузов с температурой до 800° С. Он построен на
основе думпкара грузоподъемностью 85 тс и имеет особенности,
связанные с перевозкой горячих грузов. Настил пола изготовлен
в виде пяти секций из швеллера № 20 и листов толщиной 10 мм,
укрепленных на раме уголком 75x50x8 мм. Для предохранения
бортов и лобовых стенок от горячих грузов к их внутренним ли-
стам прикреплен каркас из швеллеров № 20 и листа толщиной
222
8'мм.® Каркас свободно перемещается при температурном воздей-
ствии груза.
Шестиосный думпкар грузоподъемностью 105 тс (мод. 31—634)
предназначен для перевозки скальных и вскрышных пород и руды
по путям, допускающим нагрузку от оси на рельсы 25 тс. Кон-
струкция допускает загрузку экскаваторами с ковшом емкостью
до 8 м3 и падение глыб весом до 3 тс с высоты до 3 м в предвари-
тельно частично загруженный кузов. Кузов думпкара аналогичен
кузову думпкара грузоподъемностью 85 тс, но объем его больше
благодаря увеличению длины кузова и усилению отдельных эле-
ментов. С каждой стороны установлено по три разгрузочных ци-
линдра. Средний цилиндр двойного действия служит для установки
кузова в поездное положение после разгрузки. Ходовой частью
являются трехосные тележки УВЗ-11А.
На таких думпкарах были проведены опытные работы по при-
менению электрогидравлической системы разгрузки. Вместо шести
тяжелых пневмоцилиндров устанавливали четыре гидравличе-
ских цилиндра двустороннего действия с внутренним диаметром
210 мм, которые получали питание от насоса высокого давления.
Для управления разгрузкой были применены электрические цепи
с пультом управления из кабины машиниста локомотива. Эта
система разгрузки, считающаяся перспективной, позволила сни-
зить вес тары вагона примерно на 3 тс.
Восьмиосный думпкар грузоподъемностью 145 тс предназна-
чен для транспортирования и разгрузки в отвалы вскрышной
породы на угольных разрезах. Конструкция кузова допускает
погрузку экскаваторами с ковшами емкостью до 12,5 м3 и возмож-
ность падения глыб весом до 2 тс на предварительно подсыпанную
мелкую породу.
Вагон имеет принципиально такую же конструкцию, как и
ранее рассмотренные думпкары. С каждой стороны думпкара уста-
новлено по четыре пневматических разгрузочных цилиндра; один
из них двойного действия служит для принудительного возвра-
щения кузова в поездное положение после разгрузки. Давление
воздуха при разгрузке 6—7 кгс/см2 (0,6—0,7 МПа). Ходовой частью
думпкара служат четырехосные тележки, состоящие из двух уси-
ленных двухосных тележек, соединенных специальной связываю-
щей балкой.
Восьмиосный думпкар (рис. 91) грузоподъемностью 180 тс
(модель 31-631) предназначен для транспортирования руды,
скальных и вскрышных пород. Допускается погрузка экскавато-
рами с ковшами емкостью до 12,5 м3 и возможность падения глыб
весом до 3 тс с высоты до 3 м на предварительно подсыпанную
мелкую породу.
Нижняя рама имеет хребтовую балку из двутавров № 55, пере-
крытых листами толщиной 12 мм, две шкворневые балки, четыре
цилиндровых кронштейна замкнутого сечения (два вертикальных
и два горизонтальных листа толщиной 12 мм) и концевые штампо-
223
Рис. 91. Думпкар'грузоподъемностью 180 тс
ванные балки из листа 8 мм. Верхняя рама кузова имеет централь-
ную балку из двух зетобразных сечений № 31 и боковые балки из
швеллеров № 30. Центральная балка соединена с боковыми бал-
ками ребрами толщиной 10 мм. Сверху рама перекрыта нижним
листом пола, на который уложены деревянные бруски толщиной
75 мм. Верхний стальной лист пола имеет толщину 14 мм. Про-
дольные борта имеют верхний штампованный фигурный пояс,
состоящий из листа с толщиной полок 8 мм, швеллера № 24 и
штампованного уголка толщиной 6 мм. Нижний пояс состоит
из швеллера № 24. Пояса соединены корытообразными штампован-
ными стойками и листом толщиной 10 мм. Кузов при разгрузке
наклоняют при помощи восьми (по четыре с каждой стороны)
пневматических цилиндров сжатым воздухом под давлением
6—7 кгс/см2 (0,6—0,7 МПа). Возврат кузова в поездное положение
принудительный, для этого служат цилиндры двойного действия
(по одному с каждой стороны). Некоторые технические характе-
ристики думпкаров даны в табл. 21.
В настоящее время КгВЗ, ВНИИВ и МНИТ ведут работы по
созданию думпкара, приспособленного для особо тяжелых усло-
вий погрузки и позволяющего применять более мощные экска-
ваторы.
Кроме думпкаров, для промышленности выпускают различ-
ные специализированные вагоны колеи 1520 (1524) мм. Для метал-
лургических предприятий ДВЗ длительное время строил четырех-
осные платформы грузоподъемностью 90 тс, а в последнее время
начал выпуск еще более мощной платформы грузоподъемностью
ПО тс (модель 13-477). Эти платформы предназначены для пере-
возки горячего чушкового чугуна с температурой 600—800° С
от разливочных машин к складам, а также для транспортирования
различных штучных горячих грузов — слитков, слябов, блю-
мов, изложниц и т. д.
Платформы имеют мощную конструкцию, рассчитанную на
загрузку горячих чушек чугуна, падающих с высоты 3—4 м. Плат-
формы оборудованы пролетными тормозными трубами, автосцеп-
224
Таблица 21
Наименование	Модель					
	31-638	31-639	31-652	31-634	31-653	31-631
Грузоподъемность, тс	60	85	82	105	145	180
Вес тары, тс		27	35	37,6	48,5	64,3	67
Объем, м3		26,2	38,8	36,1	50	72	59,2
База вагона, мм ... Длина по осям автосце-	7 500	7 750	7 750	9 340	8 120	8 120
пок, мм	 Ширина максимальная,	11 830	12 170	12 170	14 900	17 580	17 580
ММ	 Высота от уровня голо- вок рельсов, мм:	3 210	3 520	3 520	3 520	3 464	3 464
максимальная . . .	2 740	3 236	3 310	3 241	3 650	3 270
до уровня пола Нагрузка от оси на рельс,	1 720	1938	2 010	1 917	2 040	1 965
тс 	 Конструкционная ско- рость, км/ч: на промышленных	21,7	30	30	25,6	26,2	30,8
путях 		70	70	70	70	70	70
на путях МПС	120	120 *	120 *	120 *	120 *	120 *
Габарит (ГОСТ 9238—73)	1-Т	Т	Т	Т	Т	Т
* Скорость без нагрузки при стянутых бортах вагона.
ками и двухосными тележками, допускающими нагрузку от оси
на рельсы до 35 тс.
Для предприятий цветной металлургии выпускают восьми-
осные полувагоны грузоподъемностью 105 тс с глухим кузовом
(модель 22-466) для перевозки медной руды. Полувагон имеет
металлический сварной кузов, изготовленный из стали 09Г2.
На раму настелен трехслойный пол, состоящий из нижнего сталь-
ного листа толщиной 6 мм, деревянной прослойки из брусков
100 мм и верхнего листа 16 мм. Допускается погрузка в забое
рудника экскаваторами с ковшами объемом до 6—8 м3 и разгрузка
на вагоноопрокидывателе. Имеется тормозная площадка с приво-
дом ручного тормоза. Вес тары вагона составляет 45,8 тс, объем
63,3 м3, база 7780 мм, длина по осям автосцепок 15 500 мм, нагрузка
от оси на рельсы 18,85 тс. Вагон вписан в габарит 1-Т.
Для доставки к предприятиям целлюлозно-бумажной промыш-
ленности технологической щепы выпускают четырехосные полу-
вагоны грузоподъемностью 58 тс (модель 22-478), оборудованные
такими же разгрузочными люками в полу (по 10 с каждой стороны),
как люки четырех- и восьмиосных полувагонов магистральных
железных дорог. Эти вагоны имеют вес тары 25, 85 тс, объем 138 м3,
базу 13 780 мм, длину по осям автосцепок 19 050 мм. Вагон впи-
сан в габарит 1-Т.
8 Л. Д. Кузьмич	225
Производят также следующие четырехосные вагоны колей
750 мм грузоподъемностью 20 тс: платформы (модель 43-081) для
леса, навалочных и штучных грузов, не требующих защиты от
атмосферных осадков; универсальные крытые вагоны (модель
41-013) для грузов, требующих защиты от атмосферных осадков;
четырехосные цистерны (модель 45-046) безрамной конструкции
для нефтепродуктов. Все эти вагоны по своему устройству ана-
логичны соответствующим вагонам широкой колеи и отличаются
лишь меньшими размерами. Они оборудованы типовыми одно-
буферными ударно-сцепными приборами и автоматическим тор-
мозом. Ходовыми частями служат двухосные тележки с литыми
боковинами, имеющие базу 1300 мм, центральное комбинирован-
ное рессорное подвешивание и колесные пары с колесами 0 610 мм.
Для перевозки руды и вскрышных пород по дорогам колеи
750 мм производят четырехосные думпкары грузоподъемностью
22 тс (модель 32-006), допускающие погрузку отдельных глыб
весом до 2 тс. Для торфяных разработок строят четырехосные
саморазгружающие полувагоны (хопперы) грузоподъемностью
12,5 тс (модель 42-021), предназначенные для перевозки кускового
и фрезерного торфа. Вагоны цельнометаллические с седлообраз-
ным полом, допускают двухстороннюю разгрузку.
Для лесной промышленности производят восьмиосные вагоны-
сцепы грузоподъемностью 28 тс (модель 43-043), предназначенные
для вывозки леса длиной 10—24 м. Вагон-сцеп состоит из двух
одинаковых четырехосных полусцепов, соединенных телескопи-
ческой вставкой, позволяющей изменять базу вагона с 9,5 до 11,5
и 13,5 м. Полусцепы имеют радиально-поворотные самоцентри-
рующиеся ударно-тяговые приборы. Полусцепы могут быть с про-
летными трубами и с автотормозом. Ходовой частью служат двух-
осные тележки штампосварной конструкции с базой 1150 мм и
колесами 0 500 мм.
§ 36.	ОСОБЕННОСТИ ЗАРУБЕЖНЫХ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
По масштабам и условиям перевозок к отечественным желез-
ным дорогам ближе всего дороги США и Канады. Эти страны имеют
развитую вагоностроительную промышленность, способную удо-
влетворять их внутренние потребности и производить продукцию
на экспорт. Например, вагоностроение США имеет мощности,
способные обеспечить постройку до 100 тыс. грузовых вагонов
в год. Однако эти мощности обычно недоиспользуются (в 1974 г.
было построено лишь 66 тыс. грузовых вагонов). Средняя грузо-
подъемность строящихся в США вагонов составляет около 70 тс.
Особенностью вагоностроения США и Канады является повы-
шение грузоподъемности вагонов не в результате увеличения их
осности, а в результате применения высоких нагрузок от оси на
рельсы, составляющих для большинства таких вагонов 28,5—
33 тс. Это позволяет строить четырехосные вагоны грузоподъем-
226
ностью до 95 тс. Для некоторых специальных грузовых вагонов
осевые нагрузки достигают 36—40 тс. Стандартные вагоны США
имеют в большинстве случаев коэффициент тары выше, чем ва-
гоны СССР. В частности, крытый цельнометаллический вагон,
строящийся фирмой «Пульман-Стандарт», по сравнению с крытым
вагоном производства АВЗ (модель 11-217) при равной грузоподъем-
ности и малоотличающихся геометрических параметрах имеет
вес тары на 13,3 тс больше и нагрузку от оси на рельс примерно
25 тс. Вагон имеет более тяжелую конструкцию. Например, хреб-
товую балку изготовляют из двух зетобразных сечении с пло-
щадью поперечного сечения 156 см2.
Четырехосные грузовые вагоны являются основными для же-
лезных дорог США, причем наиболее распространены вагоны
грузоподъемностью 63,5 и 90,7 тс. Платформы в США занимают
значительный удельный вес в парке грузовых вагонов, что связано
с увеличением контрейлерных и контейнерных перевозок. Длина
платформ общего назначения составляет 18—21 м; платформы
не имеют бортов. Платформы новых конструкций имеют длину
до 27 м при грузоподъемности 63,5 тс. Значительное распростра-
нение получают платформы с глухими или подвижными торцовыми
стенами для закрепления длинномерных грузов в продольном на-
правлении. Платформы для хрупких грузов нередко оборудуют
подвижной хребтовой балкой.
I Полувагоны основных видов имеют длину 15—19 м и грузо-
подъемность 63,5 и 90,7 тс. Имеются полувагоны и большей грузо-
подъемности, но их удельный вес невелик. Значительное количе-
ство полувагонов построено с глухим кузовом (без разгрузочных
люков); они предназначены для разгрузки на вагоноопрокиды-
вателях и часто их оборудуют поворотной автосцепкой.
Крытые вагоны, построенные в США и Канаде за последние
годы, имеют грузоподъемность 63,5 и 90,7 тс. Вагоны грузоподъем-
ностью 63,5 тс строят универсальными с объемом кузова 139—
149,5 м3 и осевыми нагрузками до 25 тс, а также специальными с
объемом кузова до 290 м3 и осевыми нагрузками до 29 тс. Вагоны
грузоподъемностью 90,7 тс используют в основном для перевозки
более плотных грузов. Эти вагоны имеют удельные объемы 1,6—
2,0 м3/тс, длину 18—19 м и осевые нагрузки до 33 тс. Коэффициент
тары крытых вагонов общего назначения составляет 0,4—0,6,
а специальных вагонов большего объема для перевозки легких
грузов достигает 0,7—1,0. Находят распространение крытые ва-
гоны с раскрывающимися крышами для перевозки стали в рулонах,
а также вагоны для перевозки легковых автомобилей в вертикаль-
ном положении. Выпускают четырехосные крытые двухэтажные
вагоны для перевозки свиней и овец.
Широкое развитие получают специализированные цистерны
для продукции химической промышленности, пылевидных и по-
рошкообразных грузов, соков цитрусовых, жидкого шоколада
и других пищевых продуктов. Как правило, заказчиками цистерн
8*	227
являются промышленные фирмы. В шестидесятых годах были
построены шести- и восьмиосные цистерны с емкостью котлов до
190—227 м3. Они не получили распространения, и в настоящее
время в США строят цистерны грузоподъемностью 90,7 тс с объе-
мом котла 77—85 м3.
Крупными партиями в США строят крытые хопперы для бес-
тарной перевозки насыпных грузов; их количество на железных
дорогах с 1955 по 1971 г. увеличилось в 3,5 раза. Эти вагоны, кроме
обычной гравитационной, могут быть дополнительно оборудованы
пневматической системой разгрузки. Их изготовляют из низко-
легированных сталей или высокопрочных алюминиевых сплавов.
Грузоподъемность хопперов составляет 90,7—113 тс, а объем
кузова 82—206 м3. Спрос на крытые хопперы непрерывно воз-
растает.
Изотермические вагоны со льдосоляной системой охлаждения
широко использовались в США и Канаде, но они не обеспечивали
сохранения качества грузов, и теперь широко распространены
вагоны с машинным охлаждением и отоплением — рефрижера-
торные вагоны. Это автономные вагоны с автоматизированной
системой управления, обеспечивающей поддержание температуры
в грузовом помещении от —23 до 21° С. Грузоподъемность рефри-
жераторных автономных вагонов 55—75 тс, а объем грузового
помещения 85—125 м3. На вагонах США и Канады применяют
термоизоляцию из пенополиуретана.
Направления развития вагоностроения в странах Западной
Европы во многом аналогичны направлениям развития конструк-
ции вагонов в США и Канаде. Однако основным для стран Запад-
ной Европы является переход от двухосных вагонов к четырех-
осным при осевых нагрузках до 20 тс. Габаритные размеры ваго-
нов стран Западной Европы ограничены достаточно тесным га-
баритом МСЖД (см. § 4). В последние годы в этих странах идут
работы по подготовке к переходу на автосцепку; однако сроки
перехода окончательно не установлены. Широко применяют здесь
грузовые вагоны с раскрывающимися крышами различной кон-
струкции, а также крытые вагоны с раздвижными стенами. Ис-
пользуют легкие сплавы и пластмассы в конструкциях вагонов,
производимых в ФРГ, Франции, Швейцарии и Англии. Во многих
странах находят применение специальные вагоны для перевозки
сыпучих грузов с вертикально-расположенными бункерами и пнев-
матической системой выгрузки.
§ 37.	ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИЙ
ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
В условиях систематического роста грузонапряженности же-
лезных дорог особенно важно создание и внедрение в народное
хозяйство более совершенных конструкций грузовых вагонов,
обеспечивающих повышение провозной способности железных
дорог при одновременном снижении расходов на перевозку гру-
228
зов. Выпускаемые в настоящее время грузовые вагоны обеспечи-
вают формирование тяжеловесных грузовых поездов весом 5—
6 тыс. тс и вождение их со скоростями до 100—120 км/ч. Повыше-
ние провозной способности требует повышения веса поездов на
единицу их длины, что может быть достигнуто, в частности, уве-
личением нагрузки на ось до 22—25 тс, погонной нагрузки на
путь до 10—12 тс при использовании габарита Т, а также повыше-
нием скоростей движения. Изменение условий эксплуатации вы-
двигает высокие требования к надежности вагонов и облегчению
их обслуживания. В то же время задачи повышения эффективности
производства обусловливают необходимость экономного расходо-
вания материалов и трудовых затрат при изготовлении вагонов.
Следовательно, конструкция вновь создаваемых грузовых
вагонов должна обеспечивать:
увеличение грузоподъемности и снижение коэффициента тары
благодаря рациональной конструкции, применению более прочных
и коррозионноустойчивых сталей, алюминиевых сплавов;
повышение приспособленности вагонов к комплексной механи-
зации погрузочно-разгрузочных работ и максимальное снижение
тяжелого ручного труда при этих операциях;
снижение материалоемкости и трудоемкости изготовления
вагонов благодаря улучшению технологичности конструкции,
применению крупных блоков при сборке, максимальной унифика-
ции узлов и деталей;
прочность и надежность работы вагона в эксплуатации и др.
Платформы. Универсальная платформа с металлическими бор-
тами останется на перспективу основным типом платформ маги-
стральных железных дорог. Она должна быть облегчена, а грузо-
подъемность ее соответственно увеличена благодаря изготовлению
рамы из стали повышенной прочности, а бортов — из высокопроч-
ных алюминиевых сплавов. Будет разработана универсальная
платформа увеличенной длины, обеспечивающая перевозку длин-
номерных грузов — леса, пиломатериалов, рельс, труб и т. д.,
что повысит коэффициент использования грузоподъемности плат-
форм в эксплуатации. В связи с развитием контейнерных пере-
возок будет развиваться производство платформ для большегруз-
ных контейнеров. Окажется необходимым создание специализи-
рованной платформы для перевозки грузовых автомобилей и мно-
гих других грузов.
Полувагоны. Основными будут цельнометаллические полу-
вагоны грузоподъемностью 63—65 и 125—130 тс. Это универсаль-
ные вагоны с люками в полу и специализированные с глухим по-
лом для разгрузки на вагоноопрокидывателях. Будут созданы вось-
миосные полувагоны с глухим полом, вписанные в габарит Т,
с объемом кузова около 160 м3 и погонной нагрузкой на путь
10-12 тс/м.
Серьезной задачей является отработка восьмиосного полувагона,
опирающегося на четыре двухосные тележки без связываю-
229
щих балок. Предполагается, что это снизит трудоемкость изго-
товления полувагонов, уменьшит тару на 2—3 тс и позволит
повысить их грузоподъемность. Повышения грузоподъемности
универсальных полувагонов можно достичь и применением высо-
копрочных сталей, а также алюминиевых сплавов для крышек
люков и торцовых дверей.
Крытые вагоны. Основным типом крытого универсального
вагона будет цельнометаллический вагон грузоподъемностью 63—-
65 тс с объемом кузова 123—125 м3, уширенными дверными про-
емами, обеспечивающими эффективное использование автопогруз-
чиков, и внутренним полимерным покрытием кузова взамен де-
рева. Целесообразно двери и люки вагонов делать из алюминие-
вых сплавов. Будет также создан вагон с увеличенным до 145—
150 м3 объемом, обеспечивающим лучшее использование грузо-
подъемности при перевозке штучных грузов, так как в перспек-
тиве значительная часть грузов, перевозимых сейчас в крытых
универсальных вагонах, будет перевозиться в контейнерах и спе-
циализированных вагонах. Наиболее эффективна конструкция
такого вагона, вписанного в габарит Т. Получат распространение
вагоны с раскрывающейся крышей для перевозки требующих
защиты от атмосферных воздействий пакетированных грузов —-
бумаги в рулонах, картона, автомобильных двигателей, рулонной
стали и т. д. Все это позволит значительно повысить уровень
механизации погрузочно-разгрузочных работ.
Цистерны. На перспективу основным типом цистерн для пере-
возки нефтепродуктов широкой номенклатуры будут цистерны
с удельным объемом котла 1,25 м3/т. Для перевозки бензинов будут
созданы цистерны с удельным объемом котла до 1,4 м3/тс, в том
числе вписанная в габарит Т восьмиосная цистерна для строя-
щейся Байкало-Амурской магистрали. При отработке конструк-
ций восьмиосных цистерн необходимо ориентироваться на более
совершенную схему ходовых частей без связывающих балок.
Предусматривается совершенствование цистерн для нефте-
продуктов в направлении оборудования их устройствами для
нижнего слива и налива груза, что позволит улучшить условия
труда на этих операциях. С развитием химической промышлен-
ности станет шире номенклатура специальных цистерн для пере-
возки различных химических продуктов.
Специальные саморазгружающиеся вагоны. Такие вагоны бун-
керного типа будут занимать в производстве значительный удель-
ный вес. Среди них основными станут: крытый хоппер для бестар-
ной перевозки сыпучих грузов с объемным весом 0,75—0,90 тс/м3
(зерно, сахар-песок, азотистые минеральные удобрения и др.);
крытый хоппер для бестарной перевозки сыпучих грузов с объем-
ным весом 1,0—1,7 тс/м3 (фосфатные и калийные минеральные
удобрения, сырье для их производства, цемент и др.); вагоны бун-
керного типа для бестарной перевозки и последующей пневмати-
ческой разгрузки муки и других аналогичных грузов.
230
Изотермические вагоны. Предусмотрено совершенствование
конструкции рефрижераторных секций из пяти вагонов в напра-
влении повышения диапазона регулирования температур в гру-
зовом помещении, оборудования экономичными ходовыми частями,
обеспечивающими высокие скорости движения и увеличение грузо-
подъемности. Будут разрабатываться вагоны с кузовами типа
«сэндвич» для повышения теплотехнических и антикоррозионных
свойств конструкции и снижения трудоемкости при их изготовле-
нии. Будет совершенствоваться энергосиловое оборудование ва-
гонов и отрабатываться конструкция автономных рефрижератор-
ных вагонов.
Вагоны промышленного транспорта. Будут созданы думпкары:
для перевозки скальных и вскрышных пород на открытых раз-
работках угля и руды — восьмиосный грузоподъемностью 160—
170 тс с электрогидравлической системой разгрузки; для перевозки
горячих грузов; для особо тяжелых условий работы и т. д.
Для черной металлургии будут созданы восьмиосные платформы
грузоподъемностью 130 тс для перевозки совков со скрапом, спе-
циализированные вагоны для перевозки колошниковой пыли и
другие вагоны, обеспечивающие рост производительности труда, а
также механизацию производственных процессов на промышлен-
ных предприятиях. Для других отраслей народного хозяйства
будут также созданы новые специализированные вагоны.
Глава VII
ПАССАЖИРСКИЕ ВАГОНЫ
§ 38.	ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПАССАЖИРСКИМ
ВАГОНАМ
Важнейшие технические требования, предъявляемые к пасса-
жирским, почтовым и багажным вагонам локомотивной тяги ма-
гистральных железных дорог колеи 1520 мм, для скоростей дви-
жения не свыше 44 м/с (160 км/ч) определены ГОСТ 12406—66.
Все строящиеся и проектируемые вагоны имеют кузов цельно-
несущей конструкции с металлической обшивкой. Максимальные
размеры кузова едины (см. гл. II) для вагонов данного типа и впи-
саны в габарит 0-Т (ГОСТ 9238—73) подвижного состава желез-
ных дорог.
Параметры несущей конструкции пассажирских вагонов опре-
деляют по нормам расчета на прочность и проектирования несамо-
ходных вагонов, предназначенных для эксплуатации на сети же-
лезных дорог МПС.
Для обеспечения надлежащих термоизоляционных качеств
вагонов выбирают оптимальную конструкцию ограждения кузова
и термоизоляционные материалы, удовлетворяющие теплотехни-
ческим, гидроизоляционным и противопожарным требованиям.
В настоящее время на смену мипоре, обертываемой паронепрони-
цаемой полиамидной пленкой, приходит самозатухающий поли-
стирольный пенопласт ПСБ-С.
Системы отопления, водоснабжения, вентиляции выполняют
так, чтобы при температуре наружного воздуха —40° С в вагоне
была обеспечена температура не ниже 18° С. При тех же условиях,
но в вагонах с электрическим отоплением и электроподогревом
подаваемого воздуха, температура в вагоне автоматически под-
держивается равной 20	2°С.
Вентиляционные установки обеспечивают очистку воздуха от
пыли, его подогрев в холодное время года и равномерное распре-
деление по длине вагона. Систему вентиляции рассчитывают на
непрерывную работу и подачу в вагон наружного воздуха в коли-
честве, нормируемом ГОСТ 12406—66. Для отвода воздуха в ка-
ждом пассажирском помещении и туалетных комнатах устанавли-
вают потолочные дефлекторы.
В зависимости от назначения и предъявляемых к вагонам тре-
бований их оборудуют установками для кондиционирования воз-
духа, благодаря которым автоматически осуществляется венти-
232
лирование, подогрев или охлаждение подаваемого в вагон воздуха
до требуемой температуры. При наличии системы охлаждения в ва-
гоне постоянно поддерживается температура, равная 24	2° С,
при температуре наружного воздуха до 40° С. Конструктивные
решения и качество изготовления узлов обеспечивают внутри
вагонов при закрытых окнах, дверях, дефлекторах и работающей
вентиляционной установке подпор воздуха, регламентируемый
ГОСТ 12406—66.
Вагоны всех типов снабжают холодной и горячей водой (исклю-
чение составляют вагоны межобластного сообщения и багажные).
Размещение баков для воды допускает их свободную промывку
и демонтаж. Баки снабжают указателями уровня воды, а также
сигнализаторами окончания налива. Трубопровод системы водо-
снабжения холодной водой изготовляют из стальных оцинкован-
ных или полиэтиленовых труб. Монтаж трубопроводов выпол-
няют так, чтобы был обеспечен полный слив воды и исключалось
их замораживание. Подача воды в баки осуществляется через на-
ливные трубы, соединительные головки которых размещены под
вагоном. Эти головки снабжены нагревательными устройствами.
В вагонах устанавливают электрокипятильники непрерывного
действия и агрегаты для охлаждения питьевой воды.
Пассажирские вагоны оборудуют системой электроснабжения,
обеспечивающей все потребители электроэнергии во время дви-
жения поезда и на стоянках. Вагоны оборудуют подвагонной ма-
гистралью с межвагонными соединениями, предназначенными для
подачи питания цепям аварийного освещения соседнего вагона
в случае выхода из строя его электрооборудования.
Освещение помещений для пассажиров предусматривают лю-
минесцентное с электропитанием от преобразователя с частотой
тока не менее 400 Гц, кроме вспомогательных пассажирских по-
мещений, где допускается применение ламп накаливания напря-
жением 50 В. Кроме этого, вагоны имеют дежурное и аварийное
освещение. Вагоны оборудуют телефонной магистралью, звонко-
вой сигнализацией вызова проводника и радиотрансляционной
сетью с устройством, обеспечивающим устранение радиопомех.
| Электрическое оборудование пассажирских вагонов проекти-
руют с учетом работы при температуре окружающей среды от —50
до 40° С. Оборудование имеет защиту от перегрузок и коротких
замыканий. Уровень шума в пассажирских помещениях регла-
ментирован ГОСТ 12406—66.
Пассажирские вагоны, независимо от назначения и класса,
оснащают однотипным оборудованием: автосцепками, автомати-
ческими и ручными тормозами, противогазными устройствами,
авторегулятором рычажной передачи и грузовых режимов тормо-
жения, переходными упругими площадками, поручнями и под-
ножками (рассчитанными на удобный вход в вагон с высоких и
низких платформ), сигнальными фонарями и скобами для наве-
шивания маршрутных досок. Почтовые и багажные вагоны не
233
имеют двух последних устройств, а почтовые вагоны, кроме того,
не оборудованы и переходными площадками.
 Основные технические требования к ходовым частям, тормоз-
ному и автосцепному оборудованию и особенности конструкции
этих узлов были изложены выше (см. гл. Ill, IV и V).
Принципиальную схему конструкции пассажирского вагона
и его архитектурно-конструктивное решение определяют, исходя
из конкретных предъявляемых требований и функционального
назначения вагона, с учетом сохранения моральной долговечно-
сти вагона в течение заданного срока службы. Наружную форму
вагона проектируют рациональной по конструкции, простой по
геометрическим линиям, подчиненной совместно с обустройством,
единому композиционному замыслу. К формам кузова и наружному
оборудованию вагона, предназначенного для скоростей движения
до 44 м/с, не предъявляют строгих аэродинамических требований.
У скоростных поездов форма вагона обтекаемая, подвагонное
оборудование, межвагонное пространство и входные трапы за-
крыты, стекла окон конструктивно выполнены заподлицо с боко-
винами.
Пространственно-планировочное решение пассажирских ваго-
нов находится в прямой зависимости от их назначения. Оно должно
отвечать функциональным требованиям, предъявляемым к вагону
данного типа, современному и перспективному (на расчетный срок
службы) развитию пассажирских перевозок. Для интерьера по-
мещений пассажирских вагонов используют малонасыщенные
цвета, которые создают уют, а также впечатление легкости и чи-
стоты. Преобладают светлые тона — для стен и потолка — и бо-
лее темные — для диванов, кресел и других обустройств, имею-
щих относительно небольшие плоскости.
В пассажирских вагонах дальнего следования обязательно
предусматривают места для багажа и размещения верхней одежды,
столики, емкости для мусора, пепельницы и т. д. В вагонах со-
здают определенные удобства для проезда пассажиров с детьми.
Тип конструкции и параметры пассажирских мест соответ-
ствуют классу и назначению вагона. Основные размеры пассажир-
ских помещений и их оборудования принимают по рекомендациям,
приведенным в нормах на проектирование вагонов. Угол наклона
сидения к горизонтали обычно составляет 6—12°; нерегулируе-
мый угол между сидением и спинкой равен 95—130°; высота спинки
не менее 500 мм; внутреннее расстояние между подлокотниками
450—500 мм; ширина подлокотника 100 мм; ширина сиденья для
одного человека — не менее 450 мм; свободное расстояние над
спальной полкой по высоте не менее 650 мм. Форму диванов и кре-
сел выбирают с учетом удобства для сидения (лежания) на основе
требований антропометрии. Пассажирские вагоны оснащают опуск-
ными и глухими (неоткрывающимися) окнами. Все окна, кроме
окон котельного отделения, имеют двойные стекла и достаточно
хорошее и долговечное уплотнение, работоспособное при темпе-
234
ратурах —50 4-4-40° С й исключающее в любое время года попада-
ние пыли и влаги в вагон.
Для окон применяют плоские закаленные безопасные стекла
(ГОСТ 5727—75). В окна котельных отделений и во внутренние
рамы туалетных (умывальных, гардеробных) помещений устана-
вливают узорчатое или матовое листовое стекло. Размеры стекол
определены ГОСТ 13521—58. В подоконной зоне предусматривают
дренажные устройства. Блок из двух рам открывающихся окон
(кроме окна для специальных целей) в опущенном крайнем поло-
жении образует проем не менее 300 мм. Размеры и расположение
окна над уровнем пола выбирают так, чтобы до верхней кромки
оставалось не менее 1800 мм, что позволяет стоящему пассажиру
осматривать пейзаж. Нижняя кромка окна возвышается над по-
верхностью сидения не более чем на 500 мм, что дает возможность
обеспечить ее положение ниже уровня глаз сидящего у окна ре-
бенка.
Шаг окон по длине вагона связан с его планировочным реше-
нием. Это положение весьма важно для вагонов открытого типа
с местами для сидения, где количество окон и величина простен-
ков увязаны с шагом кресел для создания наилучшей обзорности
пассажирам. Каждое опускающееся окно оборудовано механиз-
мом для облегчения подъема пакета из двух рам и фиксации его
на любой высоте между крайними положениями. Конструкция
окон предусматривает возможность их очистки, в том числе между
рамами. Окна вагонов, за исключением окон туалетных и котель-
ных помещений, оборудуют механическими шторками из свето-
защитного материала, которые можно фиксировать в любом поло-
жении по высоте. Кроме того, на окнах есть занавески для защиты
от солнца.
Двери, в зависимости от назначения вагона и места их уста-
новки, применяют створчатые или задвижные. Минимальная ши-
рина проемов дверей (в мм) установлена нормами на проектиро-
вание вагонов (см. § 9). Двери снабжены унифицированными зам-
ками и фиксаторами в закрытом (некоторые и в открытом) поло-
жении. Их ручки расположены на высоте 900—1000 мм от пола.
Двери пассажирских купе и служебных помещений, как правило,
задвижные. В нижней части этих дверей, а также дверей в кори-
дорах и туалетных помещениях предусматривают вентиляцион-
ные отверстия. Боковые и лобовые створчатые двери тамбуров вы-
полняют из штампованных стальных листов, алюминиевых спла-
вов или стеклопластика. Эти двери имеют термоизоляцию, петли,
допускающие регулировку полотна по высоте, предохранительные
решетки на стекла и уплотнения, исключающие попадание пыли
внутрь вагона. Дверь котельного отделения выполняют металли-
ческой.
В пассажирских вагонах дальнего и межобластного сообщения
предусмотрено по два санузла на один вагон, а в почтовых, ба-
гажных и вагонах-ресторанах — по одному на вагон. В спальных
235
Вагонах с большой населенностью целесообразны дополнительные
умывальные кабины. Вагоны высшего класса имеют душевые уста-
новки и умывальники в каждом купе или одну установку на два
купе. Санузел оборудуют умывальными раковинами с порцион-
ными кранами, унитазами с ножным приводом к клапану для пуска
воды к затвору. В санузле также установлены зеркало, дозаторы
для жидкого мыла, полочка, вешалка с крючками, ящик для бу-
маги, озонатор, кувшин для ерша, а на двери — указатель —
занят санузел или свободен. Умывальные раковины расположены
на высоте 850—900 мм от пола.
Служебные помещения проектируют удобными для работы и от-
дыха обслуживающего персонала. Основное их оборудование
следующее: спальные места, приспособленные для лежания и си-
дения (в спальных вагонах); кресла или диваны (в межобластных
вагонах); полки для чистого белья; раковина для мойки посуды;
шкаф для хранения посуды; столик под окном и др. В каждом
пассажирском вагоне предусматривают определенный набор зву-
ковых, световых и визуальных средств информации для пасса-
жиров и обслуживающего персонала.
Технические условия на производство вагонов предусматривают
антикоррозионную защиту всех металлических деталей, пропитку
тканей водоотталкивающими и противогнилостными составами,
а деревянных деталей — антисептиками и антипиренами. Обеспе-
чению пожарной безопасности вагонов уделяют исключительно
большое внимание. Поэтому для облицовки стен, перегородок и по-
толков применяют только несгораемые или трудносгораемые ма-
териалы, а деревянные детали подвергают огнезащитной обработке.
Используют самозатухающий термоизоляционный материал, ко-
торый не выделяет токсических веществ.
Опыт эксплуатации цельнометаллических пассажирских ваго-
нов определил необходимость отделить противопожарными кон-
струкциями потенциально опасное служебное помещение, защитить
всю площадь перегородки со стороны служебного помещения огне-
защитным материалом и установить шиберную заслонку в возду-
ховоде, чтобы в случае пожара огонь не распространялся по вагону
через воздушный канал.
Дымовые трубы котла отопления, плит и т. п. имеют противо-
пожарные вставки. При расчете их размеров исходят из следую-
щих допускаемых температур: 800° С — для поверхности дымовой
трубы, омываемой дымовыми газами; 100° С — для поверхности,
омываемой горячей водой; 60° С — для поверхности нагрева дета-
лей из дерева. В зависимости от температуры теплоизлучающих
поверхностей установлены минимальные расстояния от них до
сгораемых конструкций: 500 мм — при температуре 80—200° С;
1000 мм при температуре свыше 200° С. При необходимости рас-
положения сгораемых конструкций ближе указанных расстояний
их защищают изоляционными материалами, а также экранами
с воздушной прослойкой. Воздуховод изготовляют металличе-
236
ским, а тканевые диффузоры и компенсирующие вставки обяза-
тельно пропитывают огнестойким составом.
Электрическое оборудование пассажирских вагонов в противо-
пожарном отношении соответствует требованиям ГОСТ 9219—75,
а электрические машины — требованиям ГОСТ 183—74. Для
электрооборудования напряжением до 1000 В сопротивление изо-
ляции составляет не менее 2 МОм при отключенной аккумулятор-
ной батарее, а при более высоком напряжении — не менее 8 МОм.
Все электрооборудование надежно заземляют, на каждую тележку
устанавливают две перемычки, соединяющие кузов вагона с ра-
мой тележки, а раму соединяют двумя перемычками с буксой.
Все провода низковольтной и высоковольтной цепей проклады-
вают в металлических трубах, или коробах, или каналах, защи-
щенных огнестойкими материалами. Запрещено прокладывать
в одних и тех же трубах и коробах провода цепей напряжением
до 1000 В и свыше 1000 В.
Специальные требования предъявляют к конструкциям сое-
динений, выводов, креплений, изоляционных ограждений и к фор-
мам изгибов трубопроводов. Наконечники проводов крепят горя-
чей пайкой или напрессовкой. Изоляция всех проводов трудно-
воспламеняемая и масловлагостойкая. В системах электроснабже-
ния предусматривают защиту электрических цепей автоматиче-
скими выключателями от токов короткого замыкания и перегру-
зок, коммутационных и индуктивных перенапряжений. Места
установки распределительных щитов и пускорегулирующей аппа-
ратуры надежно изолируют для предотвращения распространения
огня в случае загорания.
Все пассажирские вагоны обязательно снабжают первичными
средствами пожаротушения.
§ 39.	ВАГОНЫ ДАЛЬНЕГО И МЕЖОБЛАСТНОГО
СООБЩЕНИЯ
В настоящее время строят пассажирские вагоны
(ГОСТ 18469—73) локомотивной тяги магистральных железных
дорог, предназначенные для движения при скоростях до 44 м/с
(160 км/ч): вагоны открытого типа с креслами для сидения (ПО),
применяемые для перевозки пассажиров с пребыванием в пути
не более 7 ч; некупейные со спальными местами (ПН); купейные
со спальными местами (ПК); купейные с мягкими спальными ме-
стами (ПМ).
Перевозка пассажиров в вагонах ПН, ПК и ПМ не ограни-
чена временем нахождения в пути.
Все отечественные пассажирские вагоны выполнены на базе
унифицированного кузова цельнометаллической конструкции,
имеют принципиально одинаковые по устройству системы венти-
ляции, отопления, водоснабжения, освещения и электрооборудо-
237
вания, тележки и электропневматический тормоз. Единые для
пассажирских вагонов геометрические параметры следующие:
Длина вагона, мм:
по осям сцепления автосцепок....................... 24	537
по кузову снаружи ................................  23	600
Ширина вагона, мм:
по боковинам снаружи ............................... 3	105
внутри ............................................. 2	923
Высота вагона от уровня головки рельса, мм:
до верха крыши...................................... 4	377
до оси автосцепки................................... 1	060
Высота пола в тамбуре от уровня головки рельса, мм ...	1	390
База вагона, мм ....................................... 17	000
База тележки, мм........................................ 2	400
Открытый вагон с креслами для сидения (рис. 92) имеет
общий салон 4 для пассажиров, два тамбура 1, два туалета 2
(по концам вагона), служебное 3 и гардеробное 5 помещения,
а также котельное отделение 6. Пассажирский салон оборудован
двумя рядами мягких двухместных кресел, установленных вдоль
каждой боковой стены в противоположных друг другу направле-
ниях. Это позволяет половине пассажиров сидеть лицом по дви-
жению поезда.
Кресла, установленные в салоне, имеют металлический каркас
с мягкими цельными сидениями, рассчитанными на двух человек,
и двумя шарнирно связанными с подлокотниками спинками. При
помощи механизма реечной конструкции с возвратной пружиной,
вмонтированного в крайние стойки подлокотников, каждую спинку
можно перемещать (нажимая на ее рукоятку) на определенный
угол и фиксировать в крайних положениях. На каждой спинке
закреплен откидной столик. Вдоль всего салона, выше окон, уста-
новлены сетки для багажа. Потолки в салоне изготовлены из дре-
весноволокнистых плит толщиной 4 мм и собраны из отдельных
секций. Помещения вагона разделены перегородками, выполнен-
ными из фанерной плиты толщиной 25 мм.
Во всех помещениях продольные стены до уровня окон и над
ними, а также полы обшиты столярной плитой толщиной 19 мм,
за исключением туалетов, где полы представляют собой блок из
стеклопластика. Мэждуоконные простенки обшиты влагостойкой
фанерой толщиной 10 мм. Для облицовки стен салона, туалетов
и тамбуров применен пластик. В служебном помещении распо-
ложены одно кре’ло, стол и щит электрооборудования. Гардероб-
ное помещение со специальной вешалкой служит для размещения
верхней одежды пассажиров.
В некоторых вагонах на месте гардеробного помещения распо-
ложен радиотрансляционный пункт. У вагонов, оборудованных
электрическим отоплением, на площади котельного отделения раз-
мещено помещение для мойки посуды. Аналогичные вагоны раньше
строили в ПНР для СССР. Они имели 74 места для пассажиров,
238
620 975 1020
SOK
Рис. 93. Планировка некупейного вагона со спальными местами
239
вес тары составлял 51 тс. Часть таких вагонов строили с буфет-
ным отделением, которое снабжали специализированным электри-
ческим оборудованием для подогрева пищи, воды, варки сосисок,
кофе и другими устройствами. Такие вагоны последних лет по-
стройки имеют вес тары 48 тс и 68 мест для сидения.
Некупейный вагон со спальными местами (модель ЦМВО-66)
показан на рис. 93. Пассажирское помещение вагона разделено
перегородками на девять сообщающихся отделений 4, в которых
в два яруса размещены шесть спальных мест — четыре поперек
вагона и два вдоль него. Над каждой парой спальных мест уста-
новлены багажные полки. Под окном, между поперечными ди-
ванами укреплен столик. Во всех перегородках, между диванами
устроены проемы, образующие сквозной проход вдоль всего пас-
сажирского помещения.
Средние поперечные полки в нерабочем положении можно
поднимать и фиксировать под некоторым углом к перегородке.
Продольные средние полки шарнирно связаны с двумя тягами,
подвешенными на кронштейнах к стене. Это позволяет убрать про-
дольную полку под багажную полку и в этом положении запереть
ее специальными пружинными пальцами, установленными на
перегородках. Нижний продольный диван выполнен из двух бо-
ковых сидений и поворотной средней части с кронштейном. В под-
нятом и закрепленном к стене положении средняя часть образует
столик, расположенный под окном. К торцам поперечных и про-
дольных диванов прикреплены боковины, соединяющие два ди-
вана смежных пассажирских отделений. У каждого спального
места на перегородках укреплены сетки для мелких вещей, брю-
кодержатели, крючки-вешалки.
Потолки в отделениях для пассажиров закрывают воздуховод,
идущий вдоль всего вагона. Они выполнены в виде отдельных
секций из древесно-волокнистой плиты толщиной 4 мм. На них
размещены решетки для подачи воздуха в вагон, нижняя часть
дефлектора и люминесцентный светильник. Потолки коридоров
изготовлены из столярных плит толщиной 19 мм.
В вагоне предусмотрены две туалетные комнаты 1. служебное
помещение 2 и двухместное купе 3 для отдыха обслуживающего
персонала. В концевых частях вагона имеются коридоры. В одном
из них размещено котельное отделение с примыкающей к нему
установкой для кипятильника, а в другом находится ящик для
мусора. Такие вагоны имеют вес тары 50 тс и 54 спальных места.
Купейный вагон со спальными местами показан на рис. 94.
Такой вагон имеет девять четырехместных 5 и одно двухместное 4
купе, служебное помещение 3, котельное отделение 9 (в вагонах
с водяным отоплением), два туалета 2 (по одному в концевых ча-
стях вагона), два тамбура 1 и коридоры 8, 6 и 7 соответственно
котлового и некотлового концов вагона и продольный. Некоторые
вагоны оборудованы центральным радиотрансляционным пунктом,
расположенным на площади двухместного купе.
240
Пассажирские купе образованы поперечными и продольной
фанерными перегородками. В последней имеются проемы по числу
купе, перекрытые задвижными дверями. Каждое купе оборудовано
полумягкими подъемными диванами, под которыми есть рундуки
для багажа, полумягкими откидными спальными полками, шар-
нирно закрепленными на поперечных перегородках над диванами.
В нерабочем положении полки подняты и зафиксированы пружин-
ными защелками под некоторым углом к перегородке. В купе над
спальными местами подвешены сетки для мелкого багажа, держа-
тели для брюк, крючки-вешалки и софиты для индивидуального
освещения. Все купе снабжены также переносными лестницами.
На потолке расположены нижняя регулируемая часть дефлектора,
жалюзи для подачи и равномерного распределения воздуха, лю-
минесцентный светильник и репродуктор. Для багажа пассажи-
ров отведена также ниша, размещенная между потолками купе
и коридора. Под окнами установлены столики. Продольные и по-
перечные стены внутри вагона, все перегородки с двух сторон
и потолки (в том числе и в тамбурах) покрыты твердым пластиком.
Другие помещения и их оборудование такие же, как у вагонов, опи-
санных выше.
Купейные вагоны, оборудованные электрическим отоплением,
не имеют котельного отделения. На его месте размещают умываль-
ную или помещение для бытовых нужд с мойкой и шкафами для
посуды. Имеются вагоны этого типа, в которых вместо трех пас-
сажирских четырехместных купе устроен буфет с примыкающим
к нему двухместным купе для обслуживающего персонала. Бу-
фет оснащен необходимым электрическим оборудованием для при-
готовления кофе, разогрева пищи, варки сосисок, а также холо-
дильными шкафами.
Основной тип купейного вагона с четырехместными купе и по-
лумягкими («жесткими») спальными местами постройки заводов
ГДР для СССР имеет десять купе на 38 мест. Вес тары этого вагона
50 тс. Купейные вагоны с четырехместными купе и полумягкими
спальными местами созданы также КВЗ и ЛВЗ. Конструктивно
эти купейные вагоны выполнены на базе соответственно вагона
открытого типа со спальными местами и мягкого вагона. Поэтому
первый из них имеет девять четырехместных и одно двухместное
купе с общим числом мест в вагоне 38, а второй — восемь четырех-
местных купе с общим числом мест 32. Эти вагоны оборудованы
установками кондиционирования воздуха и предназначены для
курсирования в поездах с централизованным энергоснабжением
от вагона-электростанции.
Купейный вагон с мягкими спальными местами (ГОСТ 18469—73)
изготовляют в двух исполнениях: со всеми четырехместными купе
или с комбинированными купе (двух- и четырехместными). От
вагонов с четырехместными купе и полумягкими спальными ме-
стами (постройки ГДР) этот вагон отличается не только наличием
мягких диванов со спинками и мягких полок, но и увеличенными
241
90l£
Рнс. 95. Планировка вагона с двух- и четырехместными купе и мягкими спальными местами
9262
242
по ширине пассажирскими помещениями за счет уменьшенного
количества спальных мест и купе в вагоне (восемь, а не десять).
Это значительно улучшает комфортные условия пассажиров. В та-
ких вагонах отведены места для верхней одежды, благодаря тому,
что диваны и полки не доведены до продольных перегородок на
-—-130 мм. Вагон второго вида (рис. 95) имеет по четыре двухмест-
ных 2 и четырехместных 3 купе. Двухместное купе оборудовано
с одной стороны мягким диваном и полкой, прикрепленными к од-
ной из поперечных перегородок. На противоположной стороне
установлено мягкое кресло. Как и в других купе, здесь есть сто-
лик, ниша для багажа, сетки для мелких вещей и т. д. В вагоне
один из туалетов 4 оборудован душем. Служебное отделение 1
по своему устройству такое же, как в вагонах других типов.
Вагон оборудован установкой кондиционирования воздуха.
Для отделки помещений применены современные материалы.
Установлены люминесцентное освещение, звуковая сигнализация
и радиотрансляционная сеть, что создает высокие комфортные
условия проезда. Такой вагон на 24 спальных места имеет вес
тары 58 тс. Электроснабжение вагона индивидуальное от электро-
преобразовательного агрегата мощностью 26 кВт и от кислотной
аккумуляторной батареи напряжением НО В.
Для международных пассажирских перевозок используют мяг-
кие вагоны, построенные по габариту 03-Т (РИЦ), вследствие чего
они могут беспрепятственно курсировать по железным дорогам
СССР и Западной Европы. В вагонах первого класса 11 двухмест-
ных купе (во всех купе установлены умывальники), а в вагонах
второго класса — 11 трехместных купе (спальные места в каждом
купе расположены в три яруса). Трехместные купе можно легко
перестроить в двухместные. В этих вагонах перегородка между
двумя смежными купе раздвижная. В некоторых вагонах между-
народного сообщения с двухместными купе и полумягкими спаль-
ными местами устраивают два купе с мягкими диванами и полками.
Такие вагоны имеют несколько увеличенную длину кузова (24,2 м)
и базу (17,2 м). Редукторно-карданный привод этих вагонов, вы-
полненный от средней части оси, имеет генератор постоянного
тока мощностью 28 кВт, напряжением НО В. Соответственно тре-
бованиям, предъявляемым к вагонам для международных сооб-
щений, в последних предусмотрена возможность отопления их
паром от локомотива. Под вагонами проходит магистраль электри-
ческого отопления.
Для железнодорожных перевозок туристов на дальние рассто-
яния созданы двухэтажные вагоны с куполом для обозрения мест-
ности (рис. 96). Первый этаж имеет семь четырехместных купе 3
с мягкими спальными местами, служебное помещение 2, буфетное
отделение 9, две туалетные комнаты 4, концевые малые коридоры 6
и 8, продольный большой коридор 7, две камеры 5 для холодиль-
ных установок, к которым предусмотрен доступ только снаружи
вагона, а также тамбуры с тормозного и нетормозного концов
243
Рис. 96. Туристический вагой с куполом для обозрения местности:
продольный разрез; бив — планировка этажей, соответственно верхнего и нижнего
244
вагона. Оборудование купе аналогично оборудованию купейных
вагонов с мягкими спальными местами. Второй этаж представляет
собой пассажирский салон 1 открытого типа, перекрытый застек-
ленным куполом. В нем в 2 ряда установлены парные мягкие
кресла с перекидными спинками (по семь в каждом ряду) и два
мягких четырехместных дивана. Вагон снабжен двумя установ-
ками кондиционирования воздуха, размещенными по концам ва-
гона. Вес тары 61 тс, высота верха купола над уровнем рельса
5177 мм; тележки КВЗ-ЦНИИ, тип II. Питание электроэнергией
напряжением 380/220 В предусмотрено от вагона-электростанции.
§ 40.	ПОЧТОВЫЕ И БАГАЖНЫЕ ВАГОНЫ,
ВАГОНЫ-РЕСТОРАНЫ
Почтовый вагон, эксплуатируемый в пассажирских поездах
дальнего следования, предназначен для перевозки корреспонден-
ции, посылок, периодической печати и т. д. Вагон имеет (рис. 97)
две расположенные по его концам кладовые: трактовую 1 для раз-
мещения посылок, предназначенных к выгрузке на промежуточ-
ных станциях, и транзитную 7 для посылок, адресованных на ко-
нечную станцию. Кроме того, в вагоне размещены: сортировочный
зал 5, купе 8 для бригады, служебное помещение 4, котельное от-
деление 10, туалет 3, тамбур 2 и два коридора 6 и 9. В некоторых
вагонах рядом со служебным помещением расположено дополни-
тельное купе.
Трактовая и транзитная кладовые оборудованы полками для
посылок, укрепленными к продольным стенкам вагона, а также
двумя двухстворчатыми дверями, открывающимися наружу и за-
пирающимися из вагона. В трактовой кладовой установлен элек-
трический холодильник, а в транзитной кладовой — шкаф для
корреспонденции. Сортировочный зал расположен в средней части
вагона. Он оборудован столами для обработки почты, шкафами,
разделенными на ячейки для сортировки корреспонденции раз-
ного вида, тумбочками с лотками для писем, шкафом для продук-
тов и табуретками с сиденьями, регулируемыми по высоте. Уста-
новлен также специальный стол с механической очисткой коррес-
понденции от пыли до ее поступления на сортировку. Освещение
сортировочного зала усилено настенными бра, расположенными
над рабочими столами.
Купе для отдыха бригады, обслуживающей вагон, рассчитано
на шесть спальных мест, из которых четыре — мягких. Служеб-
ные помещения, туалетные комнаты и котельные отделения по
своим габаритным размерам, форме и оборудованию унифициро-
ваны с аналогичными помещениями пассажирских вагонов дру-
гих типов. Вес тары вагона 46,7 тс, грузоподъемность 20 тс.
На некоторых направлениях из-за малого объема почтовых
отправлений и багажа нецелесообразно иметь в поезде и почтовый
и багажный вагоны. В таких случаях используют конструкцию,
в которой совмещены функции почтового и багажного вагонов.
245
Багажно-почтовый вагон выполнен по типу почтового вагона
и содержит кладовую для багажа площадью 20,7 м2, расположен-
ную со стороны единственного тамбура, кладовую для почты
площадью 15,2 м2 (каждая кладовая вмещает до 10 т груза), сор-
тировочный зал, купе отдыха бригады, купе раздатчиков багажа,
котельное отделение, туалет и коридоры.
По сравнению с почтовым данный вагон имеет увеличенную
багажную кладовую за счет купе для отдыха бригады, которое
рассчитано только на два спальных места. Купе раздатчика ба-
гажа также двухместное. В нем, кроме спальных мест, установлены
щиты электрооборудования и механический привод к двери, веду-
щей из тамбура в кладовую багажа. Оборудование кладовых,
сортировочного зала и котельного отделения аналогично обору-
дованию почтового вагона. Приточная система вентиляции вагона
использована для обогрева кладовой почты.
Наиболее прогрессивным способом транспортирования почты
являются контейнерные перевозки. Однако их внедрение при
существующих почтовых вагонах нецелесообразно, так как объем
кладовых будет использован лишь на 50—60%. Следовательно,
необходимо создать специальный вагон для перевозки почтовых
посылок в контейнерах.
Специально спроектированный на ЛВЗ для такого рода пере-
возок вагон имеет один тамбур 1 (рис. 98), бытовой отсек, разде-
ленный коридором 6 и состоящий из туалета 2, помещения 3 для
обслуживающей бригады и котельного отделения 7, помещение 4
для оператора и кладовую 5 площадью 53,3 м2. Багажная кладовая
вмещает 45 контейнеров, установленных вдоль вагона в 3 ряда.
Контейнеры изготовлены из алюминиевых сплавов, имеют оди-
наковые габаритные размеры и объем 1,6 м3. Определенное
положение контейнеров в багажной кладовой обеспечено напра-
вляющими и фиксирующими устройствами, установленными
на полу.
Погружают и выгружают контейнеры через задвижные двери,
имеющиеся в каждой боковой стене, при помощи находящихся
в кладовой мостовых кранов грузоподъемностью 600 кгс каждый.
Управляют кранами дистанционно с пульта управления, устано-
вленного в помещении для оператора. Вагон снабжен автономным
подвагонным генератором переменного тока мощностью 11,5 кВт.
Его можно также эксплуатировать в поездах с централизованным
энергоснабжением, поскольку он снабжен подвагонной маги-
стралью, рассчитанной на напряжение 3000 В. Вес тары вагона
52,3 тс, грузоподъемность 18,3 тс.
Багажный вагон используют для транспортирования багажа
в пассажирских или отдельных почтово-багажных поездах. На
рис. 99 дана планировка багажного вагона измененной конструк-
ции. По сравнению с ранее выпускавшимся вагоном аналогичного
назначения здесь площадь кладовой увеличена на 15 м2 за счет
ликвидации одного тамбура, туалета, коридора и двух служебных
247
де SOU SISL /' OSU-/ Z£6
Рис. 100. Планировка вагона-ресторана
248
Купе, надобность в которых миновала, в связи с изменившимися
условиями эксплуатации.
Со стороны тамбура 1 расположены двухместное купе 4 для раз-
датчиков багажа, служебное помещение 3, котельное отделение 6
и туалет 2 с душем. Эти помещения аналогичны помещениям пас-
сажирских вагонов других типов. Остальную часть вагона зани-
мает кладовая 5, оборудованная подъемными полками и настен-
ным консольным поворотным краном с электрическим приводом
грузоподъемностью 500 кгс. В каждой боковой стене кладовой
имеется погрузочная двухстворчатая дверь, запирающаяся из
вагона. Для прохода обслуживающего персонала в кладовую
в поперечной стене между бытовыми помещениями и кладовой
есть дверь со смотровым окном. Пол кладовой обшит металличе-
скими листами.
В этом вагоне только бытовые помещения снабжены отопи-
тельными приборами. Котельное отделение оборудовано котлом,
кипятильником непрерывного действия и плитой для приготовле-
ния пищи. Кроме подвагонного генератора, снабжающего вагон
электроэнергией, имеется электрическая магистраль напряжением
3000 В для централизованного энергоснабжения вагона, а также
подвагонная магистраль для подключения к соседнему вагону.
Вес тары вагона 43 тс, грузоподъемность 26 тс.
Вагон-ресторан современной постройки с автономным электро-
снабжением, кондиционированием воздуха и водяным отоплением
(рис. 100) имеет салон 4 на 48 человек. В отсеке, отделенном от
салона перегородкой, расположены кухня 7 и раздаточная 6.
Вагон имеет два тамбура 1, умывальное отделение 2, холодильную
камеру 3 для замороженных блюд и полуфабрикатов, буфет 5
и котельное отделение 8. Салон разделен декоративной перегород-
кой на два зала, в которых у окон установлено по шесть столов,
рассчитанных на четыре места каждый. В одном из залов есть бу-
фет 5. Коридоры, расположенные по концам вагона, обеспечивают
проход в соседние вагоны. Кухня оборудована трехкомфорочной
плитой с вытяжным зонтом, отдельными раковинами для посуды
и продуктов, а также тремя шкафами, в которых поддерживается
необходимая температура двумя холодильными агрегатами холо-
допроизводительностью 0,58 и 0,81 кВт (500 и 700 ккал/ч). Эти же
агрегаты обслуживают шкаф, установленный в раздаточном от-
делении, и, кроме того, используются для приготовления пище-
вого льда.
В вагоне установлено еще два холодильных агрегата. Один
агрегат холодопроизводительностью 0,58 кВт (500 ккал/ч) пред-
назначен для раздаточного и буфетного отделений, снабженных
шкафами емкостью соответственно 710 и 135 л; второй — холодо-
производительностью 0,81 кВт (700 ккал/ч) размещен в подвагон-
ном ящике и обслуживает камеру для хранения замороженных
кулинарных блюд, холодильный шкаф, помещенный в торце
вагона со стороны котельного отделения, и ящик, смонтированный
249
на раме кузова. Потребители электроэнергии вагона-ресторана
получают питание от двух генераторов мощностью 28 и 4,9 кВт,
привод которых осуществлен соответственно от средней части оси
колесной пары и ее торца.
§ 41.	ВАГОНЫ СКОРОСТНОГО СООБЩЕНИЯ
В вагоностроении возникли новые и сложные технические про-
блемы, связанные с созданием пассажирских вагонов для скоро-
стного движения. Одним из центральных вопросов является аэро-
динамика поезда, поскольку высокоскоростное движение вызы-
вает увеличение основного сопротивления движению и главным
образом его составляющей части — воздушного сопротивления,
которое при скоростях 28, 56 и 84 м/с (100, 200 и 300 км/ч) состав-
ляет соответственно —35, 65 и 80% общего сопротивления дви-
жению. Форма головной части с точки зрения аэродинамики
имеет важное значение, начиная со скорости движения, превы-
шающей 28 м/с (100 км/ч). Увеличением обтекаемости головной
части удается получить большую экономию мощности локомотива.
Экономия остается ощутимой и при увеличении длины поезда,
хотя значение фактора воздушного сопротивления лобовой формы,
например, при поезде из десяти вагонов снижается более чем
в 2 раза.
Значительное влияние на воздушное сопротивление оказывает
междувагонное пространство, длина которого в пассажирских
поездах локомотивной тяги с обычными вагонами равна 1000 мм.
Исследования показали, что если полностью перекрыть простран-
ства между вагонами по контуру боковых стен, то, например, при
составе из десяти вагонов, движущемся со скоростью 69 м/с
(250 км/ч), можно почти на 700 л. с. уменьшить требуемую мощ-
ность локомотива.
На воздушное сопротивление крайне неблагоприятно влияет
также подвагонное пространство, в котором размещено тормозное,
электрическое и другое оборудование. Из эксплуатационных со-
ображений нецелесообразно закрывать тележки. Остальную часть
рационально закрывать при помощи фальшбортов или нижнего
кожуха-обтекателя, который одновременно может служить несу-
щим элементом кузова и тем самым понизить центр тяжести ва-
гона. Для уменьшения аэродинамического сопротивления боко-
вые стены кузова целесообразно наклонять к середине вагона
под углом —2° к вертикали.
Большое дополнительное воздушное сопротивление создают
окна, которые обычно утоплены относительно наружной поверх-
ности боковых стен примерно на 20 мм. На преодоление этого со-
противления требуется дополнительная мощность, равная 8,5 л. с.
на один вагон при скорости 69 м/с (250 км/ч). Как показали иссле-
дования, утапливать окна более чем на 4 мм не рекомендуется.
Рифленые стены увеличивают сопротивление трения боковой
250
Рис. 101. Зависимости силы давления и на-
пряжений в оконном стекле боковых стен ва-
гона от относительной скорости v встречных
поездов:
1 — сила Г^ок давления на окно вагона; 2 —
напряжения Gg0K изгиба стекла; 3 — мини-
мальное допускагмое напряжение [<УИ] изгиба
стекла
155 л. с. Это сопротивление
поверхности вагона на 23% при
совпадении направлений ветра и
рифленой поверхности, что для
скоростного поезда из десяти ва-
гонов, движущегося со скоростью
55 м/с (200 км/ч), вызывает необ-
ходимость затраты дополнитель-
ной мощности локомотива, равной
увеличивается при изменении направления ветра и достигает 70%
сопротивления трения боковой поверхности при а= 30°. Поэтому
во многих странах кузова высокоскоростных вагонов выполняют
без гофров.
В момент скрещивания двух высокоскоростных поездов аэро-
динамические силы возрастают настолько, что их действие может
вызвать разрушение отдельных элементов вагона, если при рас-
чете прочности указанные силы не были учтены. Теоретическими
исследованиями ВНИИВ и ЦНИИ МПС установлены зависимости,
по которым можно определить аэродинамическое воздействие на
малое по отношению к поезду неподвижное тело, силу давления
воздушной волны на оконные стекла и рассчитать их прочность
с учетом влияния аэродинамических сил.
Необходимую толщину оконного стекла можно определить
исходя из возникающего в нем напряжения изгиба и сравнения
его с допускаемым, которое для силикатного стекла [сг]и =
= 250 кгс/см2. Оконное стекло вагона рассматривают как тонкую
пластинку, защемленную по краям и нагруженную равномерно
распределенной нагрузкой. В этом случае максимальные напря-
жения изгиба, возникающие в оконном стекле,
0.5ДО
ститах — б2 (1 _|_ 0,623а2) ’
(42)
где Р — интенсивность распределенной нагрузки; b — высота
стекла; 6 — толщина стекла; а — коэффициент, показывающий
отношение высоты стекла к его ширине.
Результаты (рис. 101) определения силы давления на оконные
стекла боковых стен вагона и возникающих при этом максималь-
ных напряжений изгиба при относительных скоростях движения
от 69 м/с (250 км/ч) до 138 м/с (500 км/ч) показывают, что предель-
ное допустимое напряжение в стеклах возникает при относитель-
ной скорости vo = 105 м/с (380 км/ч). По мере увеличения числа
вагонов в составе поезда значительно уменьшается доля хвосто-
251
1030,1030 М0\\28
вого сопротивления в общем воздушном
сопротивлении. Поэтому при обычном
количестве вагонов пассажирского
поезда локомотивной тяги придание
хвостовому вагону обтекаемой формы
нерационально.
Высокоскоростное движение предъ-
являет определенные требования и
к другому устройству вагона. Тележки
должны обладать повышенными ходо-
выми качествами и надежностью. Осо-
бенностям эксплуатации таких поездов
должна удовлетворять тормозная си-
стема (см. гл. III и IV). На вагонах,
предназначенных для скоростного сооб-
щения, исключено применение автоном-
ного электроснабжения. Все потреби-
тели электроэнергии должны получать
питание централизованно от вагона
электростанции или от контактной сети
через электровоз. Это диктует необхо-
димость применения электрического
отопления с электрокалорифером в си-
стеме вентиляции.
Исследования ВНИИВ и ЦНИИ
МПС позволили выработать общие тех-
нические требования к вагонам локо-
мотивной тяги для скоростей 55 м/с
(200 км/ч), на основе которых КВЗ
создал партию пассажирских вагонов,
эксплуатируемых в составе поезда «Рус-
ская тройка». Поезд рассчитан для дви-
жения преимущественно в дневное время
суток и предназначен для перевозки
пассажиров на расстоянии до 600—
800 км. Восемь вагонов поезда имеют
увеличенную длину. В пассажирских
салонах 2 (рис. 102, 103) установлено
по 38 двухместных поворотных мягких
кресел с регулируемым углом наклона
спинок. В вагонах предусмотрены слу-
жебные помещения, купе 1 для провод-
ников и два туалета 3. В составе поезда
имеется вагон с баром и купе с радио-
установкой. По сравнению с обычными
вагоны скоростного поезда имеют мень-
шую высоту, пониженный центр тя-
жести, улучшенную герметизацию ку-
252
150 75
Рис. 103. Поперечное сечеиие вагона РТ-200
зова и переходных устройств. С целью улучшения аэродинами-
ческих качеств и увеличения изгибной жесткости кузов выпол-
нен с наклонными боковыми стенами и нижним кожухом-обтека-
телем. Пространство между вагонами на высоте боковых стен
перекрыто эластичным соединением.
Электроснабжение вагона централизованное переменным то-
ком напряжением 380/220 В. Все вагоны поезда оборудованы элек-
трическим отоплением, установками для кондиционирования воз-
духа, холодным и горячим водоснабжением, люминесцентным ос-
253
вещением, водоохладителями питьевой воды, радиотрансляцион-
ной сетью, телефонной магистралью, скоростными тележками,
дисковым электропневматический и магниторельсовым тормозами.
Вагон, рассчитанный на 76 пассажирских мест, имеет вес тары
42 тс, длину по осям сцепления 26 980 мм, ширину 3050 мм и
высоту от уровня головок рельсов 4150 мм.
§ 42. КУЗОВА ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
Унифицированный металлический кузов, принятый в СССР
для пассажирских вагонов всех типов, относится к несущим кон-
струкциям типа замкнутой оболочки с многочисленными оконными
и дверными проемами в стенах. Расположение и размеры проемов
обусловлены архитектурно-планировочными решениями вагонов.
В вагоностроительной практике встречаются две конструктивные
разновидности таких кузовов, принципиальное различие которых
заключается в наличии или отсутствии хребтовой балки в сред-
ней базовой части вагона. Однако все кузова одинаковы по типу
несущей конструкции, в которой металлические гофрированные
обшивки пола, стен и крыши, подкрепленные поперечными и про-
дольными элементами жесткости, совместно образуют замкнутый
контур. Этот контур рассматривают как единую несущую систему.
Для кузовов такого типа характерны высокие прочность и жест-
кость; они обеспечивают безопасные условия проезда пассажиров
в вагонах, что подтверждает их эксплуатация.
При конструировании металлических несущих кузовов типа
замкнутой оболочки помимо внешних форм выбирают также рацио-
нальные формы обшивки, ее толщину, материал, геометрические
параметры элементов жесткости, подкрепляющих обшивку. Ме-
тоды расчета кузова как подкрепленной оболочки с вырезами
подробно разработаны Е. Н. Никольским и другими специали-
стами.
Важным фактором является правильное распределение металла
по периметру и в различных сечениях кузова. Спроектированную
конструкцию кузова оценивают также’коэффициентом g потребле-
ния материала, к снижению которого следует стремиться. Коэффи-
циент g можно выразить как отношения массы кузова к его длине
(g0 = GJL), к площади горизонтальной проекции кузова (gY =
= GJLB) и к объему кузова (g2 = GJLBH). Доля кузова в общей
массе вагона значительна (в среднем до 30%). Поэтому снижение
массы кузова, как и массы других устройств вагона, является
постоянной и актуальной задачей.
При проектировании конструкций вагонов и, в частности, чх
несущих элементов, подверженных различным внешним воздей-
ствиям, возникает вопрос, из какого материала наиболее рацио-
нально выполнить ту или иную конструкцию, чтобы ее масса была
минимальной. Наиболее целесообразный материал с точки зре-
ния достижения наименьшей массы элементов конструкции при
254
необходимой прочности выбирают по прочностно-весовым характе-
ристикам (ПВХ), позволяющим судить о показателях массы де-
талей без ее вычисления. Это обстоятельство, в свою очередь, дает
возможность сравнить ПВХ различных материалов и выбрать
наивыгоднейший, который обеспечивает минимальную массу.
Наряду с этим рассматривают технологические вопросы и оцени-
вают экономическую эффективность, что может скорректировать
полученный результат и заставить принять материал, масса кото-
рого отличается от минимальной, но оптимальна с учетом всего
комплекса требований. Для некоторых видов деформаций при ста-
тическом и динамическом действии сил ПВХ следующие:
пвх
Деформации при:
растяжении и сжатии ............................... у/стт
поперечном изгибе ............................ у!^/3
срезе ...................................... у/
кручении ....................................... у/о^3
продольном изгибе.............................. у/(Еот)
изгибе тонких пластин........................... у/Е^2
косом изгибе................................ у!<^Ъ
стесненном кручении......................... У/о^3
Деформации при продольном сжимающем ударе:
без учета массы системы, испытывающей удар Еу/о2
с учетом массы системы, испытывающей удар Е1!2^2/^
Здесь у — удельный вес; <jt — предел текучести; Е — модуль упругости.
Благодаря выявлению излишних запасов прочности, изыска-
нию новых конструктивных решений и технологических мероприя-
тий, изучению опыта эксплуатации вагона, анализу зарубежной
практики, разработке уточненных методов и норм для расчета
и проектирования несущих конструкций типа замкнутой оболочки
за последние годы снижена масса кузовов некупейных вагонов
со спальными местами и вагонов открытого типа с креслами для
сидения в среднем на 17%, купейных вагонов с мягкими спаль-
ными местами — более чем на 10%, почтовых — на 14%, багаж-
ных — на 12% и т. д. Были упразднены стрингеры, а их функции
стала выполнять сама обшивка, уменьшенная по толщине и снаб-
женная необходимым количеством продольных гофров. При этом
резко снизился объем сварки и правки, уменьшилась погибь
обшивки, улучшились изоляционные качества вагона и коррозион-
ная защита кузова. Оказалось возможным уменьшить количество
поперечных балок металлического настила пола, снизить высоту
шкворневых балок и т. д.
Кузов современного вагона (рис. 104) обычно расчленен на
следующие конструктивно-технологические блоки, раму 1 с на-
стилом пола; боковые 2, торцевые и тамбурные стены; крышу 3.
255
.3
Рама (рис. 105) состоит из хребтовой балки 1, проходящей по
всей длине кузова, двух шкворневых 2, трех поперечных 3 и двух
концевых 4 балок. Хребтовая балка 1 состоит из трех частей:
средняя облегченная выполнена из швеллера №30 (ГОСТ 8240—72),
а концевые усиленные — из швеллера № 30 В-1 (ГОСТ 5267—63).
Стыки частей хребтовой балки расположены между шкворневыми
и установленными вблизи них поперечными балками. Стыки ко-
сые и выполнены в разных поперечных плоскостях рамы. Шквор-
невые балки сварены из вертикальных стенок, перекрытых верх-
ними и нижними листами толщиной 10 мм. Совместно они обра-
зуют закрытое коробчатое переменное сечение. Все поперечные
балки штампованные из листа толщиной 6 мм. В сечении они
имеют вид неравнобокого уголка, высота которого уменьшается
по мере удаления от хребтовой балки.
Для концевых балок применен швеллер, части которого снизу
и сверху перекрыты усиливающими листами, подкрепленными
угольниками и ребрами жесткости. Настил пола уложен сверх
рамы и приварен к ней электродуговой сваркой. Настил предста-
вляет собой три металлических листа, один из которых, располо-
женный между шкворневыми балками, имеет толщину 2 мм и
для увеличения жесткости снабжен продольными гофрами. Кон-
цевые листы гладкие, их толщина 3 мм. Боковыми обвязками
рамы служат горячекатаные зетобразные профили (100X75X
X75X6,5 мм), к которым приварены листы и балочки пола, уло-
женные на металлический настил и соединенные с ними контакт-
ной точечной сваркой.
256
17000
Рис. 105. Рама кузова с хребтовой балкой (металлический настил пола снят)'!
2390
ПТПТГТ1 I 1111 in
Л. Д. Кузьмич
9
257
Боковая стена (рис. 106) выполнена из трех продольных поя-
сов — подоконного 1, среднего 2 и надоконного 3. Средний пояс
толщиной 2 мм состоит из штампованных элементов, образующих
обрамленные отгибкой оконные вырезы и гофрированные про-
стенки между ними. Их стыки расположены посередине оконного
проема, т. е. в зоне наименьших напряжений. Для нижних и
верхних поясов использованы поставляемые металлургической
промышленностью холодногнутые гофрированные профили из
листовой стали толщиной соответственно 2,5 и 2 мм. Пояса кон-
тактной точечной сваркой соединены внахлест и благодаря гра-
ничным гофрам образуют выполняющие функции элементов жест-
кости полые замкнутые профили над проемами окон и под ними.
Такой тип соединения одновременно служит технологическим ком-
пенсатором погрешностей линейных размеров собираемых эле-
ментов по высоте. Обшивка боковой стены подкреплена попереч-
ными элементами жесткости — стойками зетобразного профиля
(56x45x40x3 мм), расположенными в простенках вблизи вер-
тикальных кромок оконных вырезов, а также стойками у дверных
проемов, которые имеют омегообразное сечение (200Х70Х50Х
ХЗ мм). Свободный край надоконного пояса обшивки стены окан-
тован верхней обвязкой из гнутого зетобразного профиля
(50x70x20x3 мм), к которому приварены концы стоек. Все
элементы жесткости приварены к листам обшивки контактной то-
чечной сваркой.
Торцовая стена (рис. 107) того конца вагона, где размещено
служебное отделение, собрана из листов толщиной 1,5 мм, под-
крепленных промежуточными зетобразными элементами жестко-
сти, и снабжена угловыми и двумя противоударными стойками
из двутавра. Стойки, расположенные по обе стороны дверного
проема, служат для защиты концевой части кузова от возникаю-
щих в аварийных случаях больших продольных нагрузок. На этой
торцовой стене предусмотрено два ящика —один для хозяйствен-
ного инвентаря, другой для угля. Противоположная торцовая
стена кузова таких ящиков не имеет. Стены, отделяющие тамбур
от внутреннего помещения вагона, также выполнены из металли-
ческих листов и подкреплены стойками в дверных проемах.
Крыша (рис. 108) представляет собой сварной каркас из дуг
гнутого зетобразного профиля (45x65x40x2,5 мм), связанных
по краям с боковыми обвязками углового сечения (56x56x3 мм).
Боковые обвязки, в свою очередь, соединены с концевыми обвяз-
ками, выполненными из швеллера. Каркас крыши обшит в сред-
ней части листами толщиной 1,5 мм с продольными гофрами, а на
скатах — гладкими листами толщиной 2 мм. Торцы каркаса за-
крыты фрамугами, жесткость которых обеспечивают гофрирован-
ные листы. Крыша имеет отверстия с горловинами, снабженными
фланцами для крепления дефлекторов, а также люки, предназна-
ченные для облегчения работ, связанных с монтажом и демонта-
жом баков для воды, калорифера и котла водяного отопления.
258
Готовые конструктивно-технологические блоки кузова свари-
вают в местах сопряжения их обвязочных элементов. Коррозион-
ную стойкость кузова увеличивают, применяя для обшивочных
листов низколегированные стали с присадкой меди. С этой же
целью поверхности листов перед приваркой других элементов
покрывают токопроводящим грунтом. Все внутренние поверхности
кузова после очистки, обезжиривания и сушки покрывают грун-
том ФЛ-ОЗК (ГОСТ 9109—76), а настил пола и подоконные пояса
боковых стен, которые более интенсивно подвергаются корро-
зии, — грунтом ВЛ-02 или ВЛ-08, а затем мастиками № 213 или
№ 579.
Для входа в вагон установлены подножки, перекрываемые от-
кидными фартуками. На концевых балках рамы у торцовых две-
рей имеются переходные площадки. Для безопасного перехода
пассажиров из вагона в вагон, исключения зазоров между авто-
сцепками сцепленных вагонов и создания упругой связи между
ними вагоны снабжены упругими переходными площадками, укре-
пленными на торцах кузова. Роль буферов выполняют пружин-
ные амортизаторы, стержни которых шарнирно связаны с плоскими
фигурными тарелями. Резиновое суфле с цилиндрическими бал-
лонами прикреплено к металлической раме на торцовой стене,
обрамляющей верхнюю и боковые стороны проема двери. В сво-
бодном состоянии суфле выступает за пределы оси сцепления
автосцепок на 65 мм, что обеспечивает надлежащее уплотнение
баллонов у сцепленных вагонов.
Металлический кузов без хребтовой балки по своей принци-
пиальной несущей схеме аналогичен рассмотренному выше кузову.
Главное их различие состоит в ином конструктивном решении
рамы, при котором (рис. 109) хребтовая балка на участке между
шкворневыми балками отсутствует. В связи с этим приходящиеся
на боковые обвязки нагрузки значительно увеличиваются, что
вынуждает выполнять обвязки из более мощного профиля. Весьма
развита консольная часть рамы, так как она призвана восприни-
мать продольные силы и передавать их на боковые стены кузова.
Конструктивно лобовая, концевая и шкворневая балки, а также
раскосы объединены в единый узел, так как сверху и снизу они
перекрыты листами толщиной 10 мм. Листы имеют вырезы, форма
9*	259
23М0
Рис. 109. Рама кузова без хребтовой балки (металлический настил пола снят)
которых повторяет промежутки, образованные перечисленными
элементами. Поперечные балки рамы корытообразного профиля
расположены между шкворневыми балками и приварены концами
к боковым обвязкам. К указанным балкам приварен настил пола,
выполненный из стального листа толщиной 2,5 мм со сплошными
продольными трапециевидными гофрами.
Рамы такого типа выгодно отличаются по своим технико-эко-
номическим показателям и хорошо зарекомендовали себя в экс-
плуатации на железных дорогах. Поэтому такое конструктивное
решение рамы целесообразно использовать во вновь создаваемых
пассажирских вагонах.
В настоящее время, когда почти исчерпаны излишние запасы
прочности, нельзя ожидать снижения массы несущих конструкций
пассажирских вагонов без применения для их изготовления новых
материалов, в частности таких, как алюминиевые сплавы и нер-
жавеющие стали. Это позволит также повысить коррозионную
стойкость и надежность кузовов пассажирских вагонов.
Несущие конструкции, изготовленные из алюминиевых спла-
вов, отличаются низким модулем упругости и обладают большей,
по сравнению со стальным кузовом, энергоемкостью. Высокая
коррозионная стойкость сплавов к атмосферным воздействиям
и реагентам, корродирующим углеродистую сталь, позволяет
отказаться от наружной окраски кузовов. Алюминиевые сплавы
хорошо поддаются штамповке и прессованию. Это обстоятельство
открывает широкие возможности создания деталей сложной кон-
фигурации, объединения их в блоки и панели, что, в свою очередь,
позволяет рационально использовать материал, получить констру к-
260
ции высокой технологичности при значительно меньшем объеме
сборочно-сварочных работ и лучшем товарном виде.
Отечественная вагоностроительная промышленность накопила
определенный опыт создания пассажирских вагонов, в несущих
конструкциях которых широко применены алюминиевые сплавы.
Первая модель (1971 г.) — с салоном (длина 23,6 м) открытого
типа и местами для сидения; вторая модель (1963 г.) — с салоном
(длина 26 м) купейного типа и спальными местами; третья модель
(1969 г.) — с салоном (длина 23,6 м) некупейного типа и спаль-
ными местами; четвертая мод. РТ-200 (1972 г.) — с салоном (длина
26,38 м) открытого типа и местами для сидения. Кузова этих ва-
гонов, построенных КВЗ, имеют конструкцию типа замкнутой
оболочки с вырезами, в которой использована гофрированная
обшивка, подкрепленная поперечными элементами жесткости.
В опытном вагоне первой модели кузов полностью выполнен
из алюминиево-магниевого сплава АМгб и сварен дуговой элек-
трической сваркой в среде аргона. Конструкция этого вагона
была принята подобной серийным стальным конструкциям, но
рама не имела хребтовой балки. Применение алюминиевых спла-
вов позволило снизить массу кузова на 6,3 т (примерно на 40%)
по сравнению с массой кузова из стали. Вторая модель вагона
имела кузов комбинированной конструкции. Стены и крыши были
изготовлены из алюминиевого сплава АМгб, рама — из низколе-
гированной стали 09Г2, а настил пола из стали 15. Листы обшивки
во всех конструктивно-технологических блоках (кроме консоль-
ных частей рамы) были изготовлены гофрированными, продоль-
ные элементы жесткости — из гнутых профилей, а стойки и дуги
крыши — прессованными. Рама не имела хребтовой балки в сред-
ней части. Боковые стены и обвязки рамы были соединены заклеп-
ками с использованием полос из алюминиевого сплава АМгб,
приваренных к листам обшивки и стойкам стен. Края листов были
также приклепаны к нижним полкам обвязок. Контактные поверх-
ности стальных обвязочных зетобразных профилей были оцинко-
ваны и затем покрыты грунтом, который также нанесен и на ниж-
ние поверхности алюминиевых полос.
Использование рамы из стали было продиктовано стремлением
уменьшить потребление алюминиевых сплавов и снизить этим
срок окупаемости вагона. Однако конструкция кузова из разно-
родных материалов обладает следующими недостатками: исклю-
чает возможность получения высокой энергоемкости, как при цель-
ноалюминиевом кузове; возникают дополнительные температурные
напряжения вследствие различных коэффициентов линейного
расширения использованных материалов. Исследования такого
вагона на прочность показали, что сталеалюминиевый кузов не
обеспечивает равномерности передачи сжимающих сил на’среднюю
часть рамы. В технологическом отношении клепано-сварные кон-
струкции с учетом необходимости защиты от коррозии мест кон-
тактов стали и алюминия не выявляют преимуществ этой модели.
261
Рис. 110. Сечение цельноалюминиевого кузова (третья модель)
Третья модель вагона, построенная на базе типового внутрен-
него оборудования (вагон некупейного типа), имеет кузов без
хребтовой балки (рис. НО), изготовленный полностью из алюми-
ниевых сплавов. Номенклатура алюминиевых сплавов расши-
рена, лучше использованы преимущества матричного прессования
профилей, для изготовления которых применен сплав 1915Т,
отличающийся повышенными прочностными и технологическими
свойствами. Обшивочные листы, выполненные из алюминиево-
магниевого сплава АМгб, также имеют продольные гофры. Однако
для этих листов избрана единая трапециевидная форма, что позво-
лило увеличить их жесткость. Стойки боковых и торцовых стен,
дуги крыши, поперечные балки пола, элементы центральной балки
262
Рис. 111. Сечение цельноалюминиевого кузова (четвертая модель)
в консольных частях рамы и продольные обвязки выполнены из
прессованных профилей. Масса кузова в этом конструктивном
исполнении оказалась на 40% меньше, чем масса стального кузова
вагона ЦМВО-66 серийного производства. У кузова этой модели
ширина на уровне верхних обвязок на 135 мм меньше. Трапецие-
видное сечение дает возможность улучшить аэродинамические
качества вагона и несколько снизить его центр тяжести.
Четвертая модель вагона РТ-200 с цельноалюминиевым кузо-
вом предназначена для скоростных поездов. По этому образцу
построена опытная партия вагонов. Увеличенная длина и база
263
вагона вызвали необходимость обеспечить требуемую изгибную
жесткость кузова. С этой целью средняя часть вагона снабжена
несущим кожухом-обтекателем длиной 8,3 м и высотой 0,73 м,
значительно увеличивающим поперечное сечение кузова
(рис. 111). За пределами кожуха-обтекателя установлены подъ-
емные фальшборта. Для доступа к подвагонному оборудованию
есть люки в обтекателе. Остальная несущая часть кузова решена
идентично конструкции третьей модели.
По-иному расположены раскосы в консольной части рамы,
которые с целью создания лучших условий для передачи продоль-
ных усилий на боковые стены кузова направлены под углом от
швеллеров концевых балок к средней зоне каждой шкворневой
балки. Боковые обвязки рамы имеют П-образную форму с отбор-
тованными нижними горизонтальными полками и совместно с об-
шивочными листами боковых стен образуют полые прямоугольные
профили.
В последние годы идут большие работы по выбору и исполь-
зованию для несущей конструкции кузова экономнолегированной
нержавеющей стали и других сталей, обладающих повышенными
коррозионными и прочностными свойствами. Применение таких
сталей позволит резко снизить потребление материала и улучшить
технико-эксплуатационные показатели вагона. По данным Кали-
нинского филиала ВНИИВ вес сварного кузова некупейного ва-
гона со спальными местами, изготовленного из сталей 10Х14Г14Н4Т
(обшивка пола, стен и крыши) и 10ХНДП (элементы жесткости)
на 3 тс меньше, чем вес кузова вагона ЦМВО-66 серийного про-
изводства. Представляет интерес работа по использованию в от-
дельных узлах кузова стеклопластиков и других пластмасс (на-
пример, трехслойной конструкции пола вагона, металлических
элементов консольной части рамы в сочетании со стеклопластиком
на основе полиэфирной смолы и др.).
§ 43. СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Системы отопления. В современном пассажирском вагоне
система отопления обеспечивает на протяжении всего отопитель-
ного сезона температурный режим, соответствующий санитарно-
гигиеническим требованиям. Из всех известных систем отопления
в пассажирских вагонах нашли наибольшее применение системы
водяного и электрического отопления. Для вагонов серийного
производства применена индивидуальная гравитационная водя-
ная система низкого давления. Главные преимущества такой
системы — способность обеспечивать довольно высокую стабиль-
ность и равномерность температур воздуха внутри вагона по всей
его длине. По способу нагрева воды наиболее употребительны
в настоящее время те системы, в которых вода подогревается с ис-
пользованием твердого топлива или электрических элементов.
264
В простейшей системе отопления (рис. 112) вода, нагретая
в котле 1, попадает в расширитель 2, служащий резервуаром за-
паса воды для пополнения ее убыли в системе отопления вслед-
ствие испарения и утечек. Расширитель необходим также для раз-
мещения избытка воды, образующегося в результате увеличения
ее объема при нагревании. Объем расширителя обычно принимают
равным 5—10% объема воды, содержащейся в отопительной си-
стеме. Сеть отопительной установки состоит из верхних разводя-
щих труб 3, выходящих из расширителя, стояков 4 и обогрева-
тельных труб 5, соединенных с водяной рубашкой котла в его
низшей точке. Отличительная черта этой системы состоит в том,
что вода в расширителе сообщается с атмосферой и всегда имеет
температуру ниже 100° С. Вследствие разности температур воды
в котле и в охлаждаемых стояках, а следовательно, и ее плотности
происходит естественная (гравитационная) циркуляция воды в тру-
бах (показано стрелками). В такой системе можно изменять коли-
чество отдаваемого тепла только повышением или понижением
температуры нагрева воды в самом котле, что является недостат-
ком.
Более совершенно регулирование температуры изменением
скорости циркуляции воды при помощи насоса. Система водяного
отопления современных пассажирских вагонов имеет более слож-
ное устройство и предназначена не только для восполнения потерь
тепла через ограждения кузова, но и для подогрева в течение ото-
пительного сезона воздуха, принудительно подаваемого в вагон
вентиляционной установкой. При зимнем режиме ее используют
также для нужд системы горячего водоснабжения и других целей.
Система водяного отопления некупейного вагона со спальными
местами (рис. 113) оборудована совмещенным с расширителем
котлом объемом 350 л, двумя ветвями разводящих и отопитель-
265
3
Рис. 113. Схема водяного отопления некупейного вагона:
1 — пластинчатый калорифер; 2 — расширитель; 3 — воздушные краны разводящих
труб; 4 — нагревательные батареи в туалетах; 5 — верхние разводящие трубы; 6 —
нижние трубы; 7 — котел; 8 — труба для подачи воды; 9 — электрический насос; 10—
краны для слива воды; 11 — пробка для слива воды из котла; 12 — грязевик; 13 —
коробка для запаса воды; 14 — ручной насос
них труб на 500 л воды, грязевиком для сбора механических
примесей в воде, трубами для налива и слива, выведенными под
вагон, коробкой для запаса воды, ручным и электрическим насо-
сами для питания котла водой и усиления ее циркуляции, кало-
рифером для подогрева вентиляционного воздуха, приборами
контроля уровня и температуры воды в котле, арматурой для вы-
полнения операций по обслуживанию системы и переключения
ее в разные режимы работы.
Вертикальный котел с водяной рубашкой состоит из наружного
кожуха, внутри которого расположена топочная камера. В ниж-
ней части камеры имеются колосниковая решетка и зольник.
Выше топочной камеры расположена дымовая труба, конусная
часть которой имеет три поперечные жаровые трубы, увеличиваю-
щие поверхность нагрева котла. Все пространство между наруж-
ным кожухом и топочной камерой с дымовой трубой заполнено
водой. Котел этого типа имеет поверхность нагрева 3,03 м2, пло-
щадь колосниковой решетки 0,19 м2, объем топочного простран-
ства 0,082 м3 и теплопронзводительность до 35 кВт (30 000 ккал/ч).
Система обеспечивает внутри вагона температуру 20° С при наруж-
ной —35° С и имеет основной и промежуточные режимы работы.
Если температура воздуха снаружи вагона ниже 0, а внутри ва-
гона ниже 18° С, то применяют основной режим, при котором вклю-
чают обогревательные трубы и подогрев вентиляционного воздуха.
Промежуточные режимы работы устанавливают, отключая обе
266
Рис. 114. Схема водяного отопления купейного вагона:
1 — коробка для запаса воды; 2 — плита; 3 — водонагреватель; 4 — калорифер;
5 — дистанционный термометр контроля температуры воды в котле; 6 — расшири-
тель; 7 — воздушные краны; 8 — вентиль для спуска воды; 9 — пробка грязевика;
10 — обратный клапан; 11 — электрический насос; 12 — котел; 13 — гидрометр;
14 — дроссельная заслонка; 15 — вентиль для спуска воды из системы; 16 и 17 —
краны для отбора пробы воды; 18 — дистанционный термометр водонагревателя;
/9 — ручной насос
или одну ветвь отопительных труб. Если естественная циркуляция
оказывается недостаточной, то ее можно усилить при помощи на-
сосов с ручным или электрическим приводом.
При убыли воды в системе ее пополняют (при помощи ручного
насоса) из коробки для запаса воды емкостью 50 л, установлен-
ной в котельном отделении и сообщающейся с системой водо-
снабжения. Систему заполняют водой только снизу вагона через
наливную трубу. Предусмотрен слив воды из всей системы, а также
раздельно из каждой ветви отопительных труб, из котла и кало-
рифера.
Другая система водяного отопления купейных вагонов с кузо-
вами без хребтовых балок (рис. 114) имеет расширитель, не совме-
щенный с котлом, а расположенный отдельно от него. В котельном
отделении этого вагона также установлен водонагреватель. В те-
чение отопительного сезона в него поступает вода, подогретая
в котле, а в остальное время года воду в нем подогревают от плиты,
предназначенной для нужд персонала, обслуживающего вагон.
Допускаемый и предельный уровни воды в котле определяют по
установленному на нем гидрометру. Остальное обустройство и
режимы работы системы водяного отопления такие же, как в опи-
санной системе для некупейного вагона.
В последние годы наблюдается все большее стремление исполь-
зовать электрическую энергию для отопления пассажирских ваго-
нов, так как такие системы имеют технико-экономические преи-
мущества. Электрическое отопление имеет меньшую массу, облег-
чает труд проводников, исключает доставку и хранение топлива,
267
йе требует громоздкого оборудования, позволяет авТоматизйро*
вать все процессы и обеспечить в вагоне устойчивый температур-
ный режим. Системы отопления, в которых в качестве источника
тепла использованы электрические элементы, делят на две группы:
электрические системы отопления, состоящие только из электро-
нагревательных приборов, непосредственно подогревающих вну-
тренний и поступающий в вагон наружный воздух; комбинирован-
ные системы отопления, представляющие собой совокупность раз-
личных отопительных систем и способов нагрева теплоносителей.
К последним относятся следующие комбинации водяной и элек-
трических систем: водяная система с комбинированным нагревом
воды в котле твердым топливом и при помощи электрических эле-
ментов; водяная система с электрическим подогревом вентиля-
ционного воздуха и т. п.
Электрическая система отопления одного вагона имеет мощ-
ность около 40 кВт. Ее практически нельзя применить для пас-
сажирских вагонов автономным электроснабжением от подвагон-
ного генератора. Такой системой можно оборудовать вагоны, элек-
трическое питание которых осуществлено централизованно от ва-
гона-электростанции или от контактной сети через электровоз.
В первом случае применяют созданные КВЗ вагоны-электростан-
ции мощностью 600 кВт, вырабатывающие трехфазный перемен-
ный ток напряжением 400 В и частотой 50 Гц. Для таких поездов
созданы пассажирские вагоны с электрической системой отопле-
ния (рис. 115), состоящей из двух групп электропечей общей
мощностью 18—20 кВт и двухсекционного электрокалорифера
примерно такой же мощности. Электропечи, расположенные вдоль
каждой боковой стены, состоят из трубчатых нагревательных эле-
ментов напряжением 220 В.
Во втором случае помещения вагона открытого типа с местами
для сидения отапливаются электрическими печами, а подаваемый
в вагон воздух обогревается электрическим двухсекционным кало-
рифером, каждая секция которого имеет мощность 11 кВт при
напряжении 3000 В (рис. 116). Электрические печи мощностью
Рис. 115. Схема силовых цепей электри-
ческого отопления вагона с централизо-
ванным питанием от магистрали напряже-
нием 380/220 В:
1 — магистраль напряжением 383/220 В:
2 — главный выключатель магистрали;
3 — распределительные шины вагона; 4 —
выключатели электрокалорифера; 5 н
9 — контакторы автоматического включе-
ния соответственно секций электрокало-
рифера и групп электропечей; 6 — сек-
ции электрокалорифера; 7 — заземление
на корпус вагона; 8 — группы элек-
тропечей; 10 — выключатели электропечей
268
Рис. 116. Схема силовыК цепей электриче-
ского отопления вагона с централизо-
ванным питанием от магистрали напряже-
нием 3000 В:
/ — магистраль напряжением 3000 Б;
2 — общий выключатель; 3 — предохра-
нитель; 4 — главный контактор; 5 — реле
перегрузки электропечей и электрокало-
рифера; 6 — контакторы; 7 — электро-
печи; 8 — секции электрокалорифера;
9 ™ заземление на корпус вагона
по 0,445 кВт объединены
в три группы (две по 20 и
одна из пяти печей). Печи
включены по пять после-
довательно и обслуживают
определенные помещения
вагона. Все группы элек-
тропечей и секции калори-
фера работают независимо
один от другого в автома-
тическом режиме и вклю-
чаются от импульсов
ртутно-контактных термо-
метров. Концы однопро-
водной магистрали закан-
чиваются высоковольтны-
ми междувагонными соеди-
нениями. Металлический
ящик с коммутационным и
защитным оборудованием
подвешен к раме под ваго-
ном и имеет ввод от основ-
ной магистрали. В трех
его секциях соответственно
размещены высоковольт-
ный разъединитель, высо-
ковольтный предохрани-
тель и два защитных реле
(перегрузки и напряже-
ния). Отдельно располо-
жены шесть высоковольт-
ных контакторов с дуго-
гасящими устройствами

710
омег

Рис.
Котел отопления с комбинированным нагре-
вом воды:
/ — трубчатые электронагреватели высокого напряже-
ния; 2 — изоляторы цепей питания электронагревателей
высокого напряжения; 3 — электронагреватели низкого
напряжения; 4 — защитный конус: 5 — кольцо из гети-
накса
269
(для групп отопления и секций, а Также главный), служащих
для включения и отключения электронагревательных приборов
от источника питания.
Примером сочетания водяного отопления с комбинированным
способом подогрева воды может служить купейный вагон постройки
ГДР, оборудованный установкой для кондиционирования воз-
духа. Подобные системы созданы также КВЗ и ЛВЗ. На рис. 117
показан котел водяного отопления, вода в котором нагревается
при сжигании твердого топлива или при помощи электрических
элементов. Для этой цели использован типовой котел, который
дополнительно оборудован трубчатыми электронагревателями вы-
сокого и низкого напряжения. При эксплуатации вагона на элек-
трифицированных участках железных дорог включают группу
из 24 нагревательных элементов, получающих питание от сети
высокого напряжения (3000 В). Этот котел работает с максималь-
ной теплопроизводительностью, равной 40 кВт (35 000 ккал/ч).
Если вагон эксплуатируют на неэлектрифицированном участке,
то для нагрева воды в котле в этом случае предусмотрено три элек-
тронагревателя низкого напряжения, питание которых осуще-
ствлено от подвагонного генератора. Теплопроизводительность
котла при этом равна 6,5 кВт (5700 ккал/ч).
Все трубчатые электронагреватели заземлены. На котел при-
варен конусный зонт, обрамленный гетинаксом. Зонт защищает
электронагреватели и места присоединения питающих проводов
от попадания на них воды и грязи. В электрической схеме преду-
смотрена блокировка, размыкающая цепи питания, если открыть
дверь в перегородке котельного отделения или поднять над топ-
кой защитный клапан, прикрывающий выводы электронагрева-
телей. Предусмотрены также термостаты в разводящих трубах
и датчики, автоматически отключающие электронагреватели со-
ответственно при температуре воды свыше 95° и снижении уровня
воды в котле ниже допустимого.
В сочетании со всеми системами отопления можно применять
электрическое калориферное отопление, используемое как вспо-
могательное для подогрева помещений вагона в переходные пе-
риоды времени, когда температура наружного воздуха составляет
5—15° С.
Система водоснабжения. Специфика условий эксплуатации
подвижного состава на железных дорогах СССР и задачи улучше-
ния комфорта современного пассажирского вагона определили
основные требования к его водоснабжению. Практика эксплуата-
ции цельнометаллических пассажирских вагонов первого выпуска
с пневматической системой водоснабжения от подвагонного резер-
вуара для воды, показала непригодность такой системы для кли-
матических условий СССР и подтвердила целесообразность приме-
нения самотечной системы водоснабжения.
Система водоснабжения должна обеспечивать холодной и горя-
чей водой санитарные узлы вагона, пополнять убыль воды в си-
270
стеме отопления в промежутке между заправками котла и снаб-
жать вагон охлажденной кипяченой питьевой водой. Можно выде-
лить две основные группы систем водоснабжения: к первой группе
относят системы всех типов пассажирских вагонов отечественного
производства, а ко второй — вагонов постройки ГДР для СССР.
Системы водоснабжения вагонов (рис. 118 и 119), независимо к ка-
кой конструктивной группе они принадлежат, имеют одинаковый
принцип действия. Они состоят из сообщающихся баков для хо-
лодной воды (большого и малого), которые расположены по кон-
цам вагона над потолками туалетных помещений; бака для горя-
чей воды, помещенного со стороны котельного отделения; кипя-
тильника непрерывного действия, имеющегося в смежном с ко-
тельной шкафу; установки для охлаждения питьевой воды, раз-
мещенной в служебном помещении; контрольной и измерительной
арматуры для определения уровня и температуры воды.
Минимальное требуемое количество воды на вагон рассчиты-
вают, исходя из среднего расхода на одного пассажира в сутки,
принимаемого равным 20 л. Из общего количества выделяют часть
воды (до 25%) для горячего водоснабжения. Оптимальный запас
воды в вагоне устанавливают в соответствии с его категорией и
конструктивными возможностями. Так, общая емкость системы
водоснабжения некупейного вагона составляет 1000 л, а в купей-
ном вагоне только запас холодной воды равен 1050 л. Большие
баки для воды располагают с некотловой стороны вагона, причем
в некупейных вагонах отечественного производства устанавли-
вают один бак емкостью 850 л, а в купейных вагонах постройки
ГДР — два общей емкостью ~900 л. С технологической и эксплуа-
тационной точек зрения применение двух баков нерационально,
тем более что раздельно их не используют.
Баки снабжены волнорезами, люками для очистки и трубами
для налива и слива воды. Нижние концы труб имеют головки (од-
нотипные с тормозными) для присоединения шлангов. Для исклю-
чения замерзания этих труб на них внутри вагона установлены
вентили, а снаружи — электрообогреватели. Малый бак емкостью
80 л (на купейном вагоне 50 л) соединен с атмосферой через рас-
ширитель котла отопления и не снабжен трубами для налива и
слива воды. Конденсат, образующийся снаружи баков вследствие
их отпотевания при заправке, собирается в поддоны, установлен-
ные под каждым баком, и сливается под вагон.
Санузлы снабжаются горячей водой из бака емкостью 45 л,
внутри которого помещен змеевик, нагреваемый от котла отопле-
ния, а летом от плиты, установленной в котельной. В купейном
вагоне вода нагревается в бойлере, змеевик которого соединен
только с котлом отопления. В летнее время бойлер нагревается
непосредственно от плиты котельного помещения, которую топят
твердым топливом.
Кипятильник непрерывного действия примечателен тем, что
поступающая из водосборной камеры вода выходит из него только
271
Рис. 118. Система водоснабжения отечественного некупейного вагона со спальными
местами:	,
1 — нагреватель для слива воды; 2 —'вентиль для заполнения запасного бака си-
стемы отопления; 3 — кран для слива воды; 4 — бак емкостью 80 л; 5 — поддон;
6 — расширительный бак; 7 — вентили для отключения системы горячего водоснаб-
жения от плиты для подогрева воды; 8 — плита для подогрева воды; 9— ручной
насос; 10 — кипятильник; 11 — бак для горячей воды; 12 — унитаз; 13 — умываль-
ник; 14 — мойка; 15 — водоохладитель; 16 — бак для кипяченой воды; 17 — бак
емкостью 850 л
кипяченой, а процесс пополнения кипятильника происходит не-
прерывно. Это достигнуто разделением пространства в кипятиль-
нике на отдельные отсеки для сырой и кипяченой воды и выбран-
ным заведомо меньшим объемом над уровнем сырой воды в конус-
ной трубе, чем это требуется для размещения увеличившейся
272
в объеме воды, доведенной до кипения. Воду в кипятильнике
можно нагревать, сжигая в топке древесный уголь или исполь-
зуя электронагреватель.
Пассажирские вагоны современной постройки имеют помещен-
ные в шкафы установки для охлаждения питьевой воды
(рис. 120). Установка состоит из бака емкостью 40 л для кипя-
ченой воды, перекачиваемой ручным насосом из кипятильника,
бака для охлаждения воды, охладителя питьевой воды и ниши
с водоразборным краном. Холодильная компрессионная установка,
в системе которой в качестве хладагента применен хладон-12,
работает в автоматическом режиме: при понижении температуры
воды до 8° С и при повышении до 13° С соответственно отключается
или включается электродвигатель.
Система снабжения холодной и горячей водой вагонов-ресто-
ранов состоит из двух самостоятельных частей, одна из которых
обслуживает котельную, умывальное и душевое помещения, а вто-
рая — кухню и раздаточное отделение. В первой части системы
холодная вода находится в баке емкостью 130 л, а горячая вода
поступает в бак емкостью 78 л из водонагревателя, установлен-
ного в котельном отделении. Вторая часть системы имеет бак ем-
костью 800 л для холодной воды, установленный со стороны кухни.
Для горячей воды предусмотрен бак емкостью 200 л со змеевиком,
вода в котором нагревается при помощи устройства, состоящего из
расширителя и водонагревателя, вмонтированного в плиту кухни.
В системах водоснабжения багажных и почтовых вагонов име-
ется один бак для холодной воды емкостью 300 л, который распо-
Рис. 119. Система водоснабжения
купейного вагона постройки ГДР:
/ — баки для холодной воды; 2 —
трубы для налива воды; Д — соеди-
нительная труба баков для воды;
4 — бойлер; 5 — нагревательный
змеевик бойлера; 6 — трубопровод
и вентиль шланга для мытья туа-
летов; 7 — трубопровод промывки
унитаза горячей водой; 8 — умы-
вальник; 9 — термометр бойлера;
10 — бак для питьевой воды; 11 —
охладитель питьевой воды; 12 —
мойка; 13 — кипятильник; 14 —
трубопровод для возврата горячей
воды; 15 — трубопровод горячей
воды; 16 — контрольные трубы
уровня воды; 17 — вестовая труба;
18 — унитаз
273
Рис. 120. Схема установки для охлаждения питьевой ьоды:
1 — ииша раздачи воды; 2 — водоразборный кран; 3 труба
для подачи воздуха; 4 — бак для кипяченой воды; 5 — соеди-
нительная труба; 6 — бак для охлажденной воды; 7 — тер-
мостат; 8 — испаритель; 9 — автоматический регулирующий
вентиль; 10 — кран для слива воды; 11 — фильтр; 12 — за-
порный вентиль; 13 — ресивер; 14 — электродвигатель; 15 —-
нагнетательный вентиль; 16 — всасывающий вентиль; 17 —
компрессор; 18 — холодильный агрегат; 19 — конденсатор;
20 — вентилятор
ложен над потолком коридора у служебного помещения. Душ
и умывальник снабжаются горячей водой от расширителя котла,
а унитаз — от возвратной трубы сети отопления. Почтовые вагоны,
кроме этого, оборудованы электрическим водонагревателем емко-
стью 25 л.
§ 44. СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ И УСТАНОВКИ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
Системы вентиляции. В пассажирских вагонах, не оборудован-
ных системой охлаждения воздуха, воздухообмен происходит в ре-
зультате естественной вентиляции или принудительной механи-
ческой. Естественная вентиляция осуществляется через потолоч-
ные дефлекторы, а также через окна или форточки.
Действие дефлектора основано на создаваемом внутри его раз-
режении под влиянием набегающего потока воздуха при движении
поезда или при ветре во время стоянки вагона, благодаря чему
возникает тяга воздуха из вагона. Тип дефлектора определяет
эффективность потолочного вентилятора в целом, которая харак-
теризуется его производительностью, зависящей от внутреннего
и внешнего сопротивлений и скорости набегающего потока. Наи-
более целесообразна конструкция дефлектора, разработанная
274
Рис. 121. Узел дефлектора системы
А. М. Чеснокова:
/ — дефлектор; 2 — труба; 3 — клапан;
4 — конусный патрубок; 5 — рукоятка
системой
вентиля-
А. М. Чесноковым. Этот дефлек-
тор (рис. 121) в несколько изме-
ненном исполнении устанавли-
вают на всех строящихся в на-
стоящее время пассажирских
вагонах.
Пассажирские вагоны всех
типов оборудованы
приточно-вытяжной
ции, принудительно подающей
в вагон воздух, предварительно
очищенный от пыли, а в зимнее
время и подогретый. Загрязнен-
ный воздух удаляется из вагона
через дефлекторы, установлен-
ные в пассажирских и бытовых
помещениях вагона. Система
приточно-вытяжной вентиляции
(рис. 122) размещена между крышей и потолком вагона и состоит
из вентиляционных решеток для забора наружного воздуха, филь-
тров, вентиляционного агрегата, диффузора, воздухоподогревателя
///
Рис. 122. Система приточно-вытяжной вентиляции пассажирского некупейного вагона
со спальными местами:
/ — вентиляционный агрегат; 2 — диффузор; 3 — конфузор; 4 — воздуховод; 5 — ди-
станционный термометр; б — дефлекторы; 7 — вентиляционные решетки; 8 — калори-
фер; 9 — фильтр; 10 — жалюзи (стрелками показаны направления потоков воз-
духа)
275
1
(пластинчатого НоДяного или электрического), Конфузора И возду-
ховода. Производительность вентиляционной установки в летнее
время равна 5000 м3/ч при частоте вращения вентиляционного
агрегата 1200 об/мин, а в зимнее время составляет 1200 м3/ч при
частоте вращения 300 об/мин. Установка работает автоматически
в зависимости от температуры воздуха в вагоне, благодаря двум
ртутным контактным термометрам, один из которых установлен
в воздуховоде, а другой — в средней зоне помещения для пасса-
жиров. Установкой можно управлять и вручную.
Воздух поступает в вагон через вентиляционные решетки, рас-
положенные над каждой входной дверью тамбура со стороны ко-
тельной, очищается от пыли в фильтрах, помещенных в потолке
тамбура, а затем проходит через воздухоподогреватель в возду-
ховод, из которого распределяется по купе и другим помещениям
вагона. Для вентиляционных систем всех пассажирских вагонов
применен фильтр одного типа, представляющий собой набор из
одиннадцати гофрированных сеток трех типов (по размерам ячеек),
уложенных одна на другую накрест и увлажненных минеральным
маслом. Такой фильтр при площади 0,25 м2 имеет сопротивление
0,0005—0,001 кгс/см2, пылеемкость до 600 г и коэффициент очи-
стки равный 97%.
Вентиляционный агрегат вагона относится к классу центро-
бежных вентиляторов. Для экономии места вентиляторы сдвоены
и их колеса с загнутыми вперед радиальными лопатками насажены
непосредственно на концы вала, выступающие с двух сторон
электродвигателя постоянного тока мощностью 1,2 кВт напряже-
нием 50 В. Вентиляционный агрегат монтируют в вагон через люк
в крыше над тамбуром. Для лучшей звукоизоляции его устана-
вливают на резиновых амортизаторах.
Для нагрева воздуха в зимнее время предусмотрен пластин-
чатый калорифер КФБ-4, состоящий из двух коллекторов, в ко-
торые вварены оребренные трубы. Горячая вода к калориферу
поступает от системы водяного отопления. Калорифер имеет по-
верхность нагрева 16,7 м2 и максимальную теплоотдачу 20 кВт
(18 000 ккал/ч). Вентиляционный агрегат соединен с калорифе-
ром плавно расширяющимся в направлении потока воздуха кана-
лом — диффузором, который сшит из брезента, пропитанного
огнезащитным составом. Это дает возможность изолировать пас-
сажирские помещения от шума, издаваемого вентилятором при
работе, и компенсировать технологические погрешности при сборке
установки. Для распределения воздуха по помещениям служит
воздуховод, который в соответствии с противопожарными требо-
ваниями изготовляют из оцинкованного железа. Воздуховод со-
стоит из отдельных звеньев прямоугольного сечения, соединенных
между собой. Воздух из воздуховода поступает в купе через регу-
лируемые вентиляционные решетки в потолке, которые в завод-
ских условиях настраивают таким образом, чтобы обеспечить рав-
номерную раздачу вентиляционного воздуха по длине вагона.
276
Дефлекторы при работе Вентиляцйоййой установки Должны
быть открыты (зимой полуоткрыты).
Системы вентиляции других пассажирских вагонов отече-
ственного производства выполнены аналогично приведенной.
Системы вентиляции почтовых и багажных вагонов отличаются
протяженностью воздуховода, заканчивающегося у транзитной
или багажной кладовых. Для вентилирования кладовых торцовая
часть воздуховода выведена в эти помещения и оборудована за-
слонкой, которой управляют из служебного отделения.
Установки кондиционирования воздуха. Искусственное изме-
нение параметров вводимого в пассажирские помещения вагона
свежего воздуха предварительной очисткой его от пыли, подогре-
вом или охлаждением называют кондиционированием воздуха,
что осуществляется комплексом систем вентиляции, отопления и
охлаждения при автоматическом поддержании заданного режима.
Санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми
к пассажирским вагонам, не предусмотрена специальная влаж-
ностная обработка воздуха, так как применение в установках
кондиционирования воздуха устройств для осушения и увлажне-
ния воздуха экономически не оправдано и не вызвано особой необ-
ходимостью. Как показали исследования, изменение относитель-
ной влажности от 30 до 70% практически неощутимо. Такая влаж-
ность обеспечивается в пассажирских вагонах без специальных
увлажнителей. Наиболее приемлемой системой охлаждения воз-
духа в пассажирских вагонах является автоматически регули-
руемая компрессионная холодильная установка, отличающаяся
компактностью, небольшой массой и надежностью в эксплуатации.
В качестве хладагента использован дифтордихлорметан, полу-
чивший название хладон-12 (ГОСТ 19212—73). Выбор этого газа
из веществ, переходящих из одного состояния в другое при тем-
пературном воздействии и используемых для подобных целей
(углекислый газ, аммиак, фреоны различных марок и др.), объ-
ясняется тем, что хладону-12 присуща высокая теплота парообра-
зования, он взрывобезопасен, не оказывает побочных действий
на организм человека, не имеет запаха, не вызывает коррозии
металла, не горит и не поддерживает горения, а при атмосферном
давлении кипит при температуре —29,8° С.
Компрессионная установка (рис. 123) имеет испаритель (воз-
духоохладитель) /, поршневой компрессор 3, конденсатор 5,
ресивер 6 и терморегулирующий вентиль 7, которые последова-
тельно соединены трубопроводом. При работе холодильной уста-
новки относительно холодный жидкий хладагент испаряется
в воздухоохладителе, отбирая тепло у воздуха, подаваемого в ва-
гон вентилятором 2. Чтобы снова сконденсировать хладагент
в жидкость, необходимо повысить температуру его паров до пре-
вышения ею температуры окружающей среды. Для этой цели
служат компрессор 3, отсасывающий от испарителя пары хлада-
гента и повышающий их температуру за счет сжатия до давления
277
Рис. 123. Принципиальная схема холо-
дильной компрессионной установки
конденсации, а также конден-
сатор 5, в котором горячие пары
отдают тепло воздуху, нагне-
таемому через него вентилято-
ром 4. Жидкий хладон-12 из
конденсатора стекает в реси-
вер 6, служащий резервуаром
для сбора жидкого хладагента.
Дальнейшее превращение
жидкого хладагента в газообраз-
ное состояние может произойти
в испарителе, где он закипает
благодаря низкому давлению. Однако из-за меняющейся темпе-
ратуры охлаждаемого воздуха в испаритель необходимо подавать
определенную оптимальную порцию жидкого хладагента, которая
после испарения была бы полностью отсосана компрессором.
Это автоматически контролирует установленный на трубопроводе
высокого давления за ресивером терморегулирующий вентиль 7
в зависимости от изменения температуры паров жидкого хлада-
гента на выходе из воздухоохладителя. По возвращении в ком-
прессор вновь превращенного в пар жидкого хладагента полный
обратный круговой цикл работы холодильной установки завер-
шается.
На величину холодопроизводительности установки влияет
перегрев паров при всасывании их из испарителя, температура
конденсации, температура переохлаждения и др. В частности,
жидкий хладон-12, переохлажденный на входе перед терморегу-
лирующим вентилем до температуры ниже конденсации, повышает
холодопроизводительность установки. Поэтому все кондиционеры
пассажирских вагонов оснащают специальным переохладителем,
для работы которого используют пары хладагента на выходе из
испарителя. Кроме ресивера, холодильные установки оснащают
и другими вспомогательными приборами (манометрами, филь-
трами-осушителями, запорными вентилями и др.).
Установки для кондиционирования воздуха оборудуют также
приборами защиты и автоматического управления (термостатами
манометрического или контактного типов). Приборами защиты
являются электромагнитные вентили, различные реле, например
реле максимального давления (маноконтроллер), автоматически
контролирующее давление на стороне нагнетания, а также реле
разности давлений, контролирующее допустимую величину раз-
ности давления на стороне нагнетания и давления на стороне
всасывания.
Для пассажирских вагонов существуют две конструктивные
схемы компоновки их холодильного оборудования: подвагонная
278
и внутривагонная. При компоновке по первой схеме все холо-
дильное оборудование располагают под вагоном и подвешивают
к раме за исключением воздухоохладителя, который размещают
под крышей, совместно с другими агрегатами системы вентиляции
(обычно после калорифера по ходу движения воздуха). При ком-
поновке по второй схеме все холодильное оборудование размещают
непосредственно в вагоне.
Как и первая, так и вторая схемы компоновки имеют положи-
тельные и отрицательные стороны. При размещении холодильного
оборудования под вагоном экономится место в вагоне, конденсатор
и компрессор хорошо вентилируются и снижается центр тяжести
вагона. Однако это ведет к увеличению массы холодильной уста-
новки и быстрому загрязнению конденсатора. Расположение
холодильного оборудования внутри вагона позволяет собрать
его в единый блок, что значительно снижает массу установки,
облегчает ее монтаж, обслуживание и ремонт. Однако такое раз-
мещение идет за счет планировочных ущемлений пассажирских
помещений вагона, повышает его центр тяжести и т. д.
В отчественном и зарубежном вагоностроении, как правило,
отдают предпочтение подвагонной схеме компоновки оборудова-
ния, т. е. так называемой классической компоновке. К размеще-
нию холодильного оборудования внутри вагона прибегают тогда,
когда из-за недостаточного расстояния между рамой и рельсами
нельзя подвесить под вагоном компрессорный и конденсаторный
агрегаты (например, в вагоне с куполом для обозрения местности).
В зависимости от источников электроэнергии и схемы размещения
холодильных агрегатов отечественной промышленностью для пас-
сажирских вагонов создано семейство унифицированных конди-
ционеров: КЖ-25 — для вагонов с централизованным электро-
снабжением переменным током напряжением 380/220 В; КЖ-25П —
для вагонов с автономным электроснабжением постоянным током
напряжением 110 В; КЖВК-25 — для туристских вагонов с элек-
троснабжением переменным током; КЖВС-25 — для вагонов ско-
ростных поездов. Купейные вагоны, поставляемые в СССР из
ГДР и ВНР оснащены холодильными установками соответственно
МАБ-II и «Стоун-Кэрриер». Основные технические данные, ха-
рактеризующие холодильные установки, приведены в табл. 22.
Компрессорные и конденсаторные агрегаты холодильных уста-
новок КЖ-25 и КЖ-25П конструктивно приспособлены для раз-
мещения под вагоном, а воздухоохладитель — для монтажа внутри
вагона в одной цепи с оборудованием системы принудительной
вентиляции. В холодильной установке КЖ-25 (рис. 124) в зави-
симости от температуры воздуха внутри вагона осуществляется
автоматическое трехступенчатое регулирование холодопроизво-
дительности изменением частоты вращения электродвигателя.
Компрессорный агрегат состоит из поршневого V-образного
четырехцилиндрового бессальникового компрессора со встроен-
ным электродвигателем, установленного через резинометалличе-
279
Таблица 22
Наименование	К Ж-25	КЖ-25П	КЖВК-25 (две на вагон)
Холодопроизводительность, кВт (ккал/ч)		29 (25 000)	29 (25 000)	29 (25 000)
Компрессор 		ФУБС-15	ФУ-15	ФУБС-15
Число цилиндров		4	4	4
Диаметр цилиндров, мм	76	76	76
Ход поршня, мм		40	40	40
Частота вращения вала ком- прессора, об/мин ....	1410	1200	1410
Число ступеней и способ ре- гулирования холодопро- изводительности 		Три стуг	ени, изменением	частоты
Установленная суммарная мощность электродвигате- лей холодильной уста- новки, кВт 		13,4	вращения 13,2	15,5X2
Масса холодильной уста- новки, кг	 Система электроснабжения вагона 		970	1435	1850
	Централи-	Индивидуаль-	Централи-
Ток		зованная Переменный	ная Постоянный	зованная Переменный
Номинальное напряжение, В	380/220	по	380/220
Наименование	МАБ-П	«Стоун-Кэрриер»	КЖВС-25
Холодопроизводительность, кВт (ккал/ч)		31 (27 000)	25 (21 200)	29 (25 000)
Компрессор 		5М	5F-40	ФУБС-15
Число цилиндров		4	4	4
Диаметр цилиндров, мм	80	63,3	76
Ход поршня, мм		58	50	40
Частота вращения вала ком- прессора, об/мин ....	1450	1560	1410
Число ступеней и способ ре- гулирования холодопро- изводительности 		Три ступени,	Четыре сту-	Три ступени,
Установленная суммарная мощность электродвигате- лей холодильной уста- новки, кВт 		ОТЖИМОМ клапанов 14,7	пени, отжимом клапанов 13,4	изменением частоты вра- щения 15,5
Масса холодильной уста- новки, кг		1415	1300	970
Система электроснабжения вагона 		Смешанная	Индивидуаль-	Централи-
Ток		Переменный	ная Постоянный	зованная Переменный
Номинальное напряжение, В	3000	но	380/220
280
Рис. 124. Схема, холодильной установки КЖ*25:
1 — компрессор; 2 — щит приборов; 3 — реле давления; 4 — фильтр-осуши-
тель; 5 — теплообменник! 6 — воздухоохладитель; 7 — конденсатор; 8 —
крыльчатки вентиляторов; 9 — электродвигатели вентиляторов; 10 — реси-
вер; 11 — электродвигатель; 1 — свежий воздух; 11 — рециркуляционный
воздух; 111 — смешанный воздух
ские амортизаторы на сварную раму. На раме смонтирован также
конденсаторный агрегат, состоящий из воздушного конденсатора,
изготовленного из оребренных труб (поверхностью 150 м2), реси-
вера, двух электродвигателей мощностью 1,7 кВт каждый, на валы
которых насажены четырехлопастные крыльчатки. Воздухоохла-
дитель, конструктивно решенный так же, как и конденсатор, со-
стоит из двух секций, общая тепло передающа я поверхность
которых составляет 100 м2. Каждая секция снабжена терморегу-
лирующим вентилем. На панели щита, установленного в служеб-
ном помещении, размещены приборы автоматического управле-
ния и защиты.
Холодильная установка КЖ-25П отличается от предыдущей
наличием компрессора с электродвигателем постоянного тока
напряжением НО В. Поэтому компрессор выполнен с сальником
и удлиненным концом коленчатого вала для соединения с элек-
тродвигателем. Холодильная установка КЖВК-25 полностью
унифицирована с установкой КЖ-25, но выполнена для монтажа
агрегатов внутри вагона в общей камере. Вагоны с куполом для
обозрения местности оборудованы двумя комплектами таких уста-
281
Рис. 125. Схема холодильной установки МАБ-П:
1 — электродвигатель вентилятора конденсатора; 2 — крыльчатка вентилятора;
3 — конденсатор; 4 — гибкий нагнетательный шланг; 5 — фильтр-осушитель; 6 —
нагнетательный вентиль; 7 и 22 — магнитные вентили; 8 — терморегулнрующий
вентиль; 9 — распределитель жидкого хладагента; 10 — испаритель; 11 — участки
трубопроводов теплообменника; 12 — угловой запорный вентиль; 13 — реле мак-
симального давления; 14 — ручной разобщительный вентиль; 15 — манометр сто-
роны всасывания; 16 — манометр стороны нагнетания; 17 — манометр давления масла;
18 — щит приборов; 19 — электродвигатель компрессора; 20 — всасывающий вен-
тиль; 21 — компрессор; 23 — ресивер
новой, одна из которых обслуживает помещения нижнего этажа,
а вторая — пассажирский салон под куполом.
Купейные вагоны с индивидуальным электроснабжением по-
стройки ГДР для СССР оборудованы холодильными установ-
ками МАБ-П (рис. 125) холодопроизводительностью 31 кВт
(27 000 ккал/ч). Эта установка принципиально не отличается от
аналогичных установок с компоновкой компрессорного и конден-
саторного агрегатов под вагоном. Однако оборудование установки
МАБ-П собрано в отдельные блоки, которые в эксплуатационных
условиях можно быстро заменить. В зимнее время можно снять
с вагонов компрессорные и конденсаторные агрегаты для профи-
лактического ремонта. Смонтированный под вагоном на единой
раме конденсаторный агрегат скомпонован из конденсатора с по-
верхностью теплообмена 185 м2, изготовленного из алюминиевых
труб с выдавленными ребрами, ресивера и осевого вентилятора
производительностью 17 120 м3/ч, приводимого в движение элек-
тродвигателем мощностью 1,7 кВт. В холодильной установке
282
отсутствует теплообменник, так как охлаждение жидкого хлада-
гента на участке от ресивера до испарителя происходит под дей-
ствием холодных паров хладагента, отсасываемых компрессором.
В установке применен четырехцилиндровый V-образный компрес-
сор, соединенный через эластичную муфту с электродвигателем
постоянного тока мощностью 13 кВт.
Холодильная установка МАБ-П позволяет также самим пас-
сажирам регулировать температуру воздуха в каждом купе от-
дельно, отключая два или три цилиндра компрессора. Оптималь-
ный режим работы кондиционера устанавливается автоматически
электромагнитными вентилями, промежуточными реле и термо-
статами, настроенными на определенную температуру. Работой
кондиционера управляют централизованно со щита, установлен-
ного в служебном помещении вагона. На щите размещены переклю-
чатель режимов и многопозиционный переключатель. Переклю-
чатель режимов имеет четыре положения: 1) нулевое; 2) включе-
ние водяного отопления; 3) включение электрического отопления;
4) включение системы охлаждения. Многоступенчатым переклю-
чателем устанавливают автоматический или ручной способ регу-
лирования холодопроизводительности.
Установка имеет следующие приборы защиты: реле макси-
мального давления (моноконтроллер), которое срабатывает, если
давление в нагнетательном трубопроводе достигнет 17 кгс/см2;
реле разности давлений (дифференциальное реле), разрывающее
цепь питания электродвигателя при разности давления между
всасывающей и нагнетательной сторонами компрессора, равной
6 кгс/см2; термостат, защищающий компрессор от попадания в него
влажных паров хладагента.
На железных дорогах СССР эксплуатируются купейные ва-
гоны «Микст», построенные в ВНР на заводе им. Вильгельма Пика
в г. Дьере. Они оборудованы кондиционерами типа «Стоун-Кэр-
риер». Конденсаторный агрегат установки снабжен двумя осе-
выми вентиляторами, приводимыми в движение от электродви-
гателя мощностью 1,4 кВт при помощи клиновых ремней. Это
позволяет при меньших мощности электродвигателя и поверхно-
сти теплообмена конденсатора пропустить через него большее
количество наружного воздуха, что особенно необходимо для ва-
гонов с автономным электроснабжением. Воздухоохладительный
агрегат представляет собой единый блок, в котором последова-
тельно расположены воздухоохладитель, водяной калорифер,
электрокалорифер и вентиляторная установка, засасывающая
подаваемый в вагон воздух. Агрегат имеет обводной канал с бай-
пасной заслонкой, которая позволяет автоматически изменять
тепловую нагрузку на воздухоохладитель благодаря тому, что
при ее закрытом положении засасывается только наружный воз-
дух. При понижении температуры в вагоне заслонка открывается,
и засасывается также часть рециркуляционного воздуха, который
поступает в нагнетательный воздуховод минуя воздухоохладитель.
283
В этой системе применен прессостат (реле минимального да-
вления), который выключает компрессор, если давление на сто-
роне всасывания оказывается ниже атмосферного. Установка
работает автоматически во всех режимах. Холодопроизводитель-
ность кондиционера изменяется в результате поочередного авто-
матического отключения одного, двух или трех цилиндров ком-
прессора в зависимости от тепловой нагрузки на воздухоохлади-
тель.
В вагонах с кондиционированием обогащение кислородом цир-
кулирующего в них воздуха происходит в результате забора вну-
треннего рециркуляционного воздуха и добавления к нему очи-
щенного наружного воздуха. Смешанный (рециркуляционный
и наружный) воздух после охлаждения нагнетается в воздуховод
и распределяется по помещениям вагона. Для обеспечения требуе-
мой скорости движения воздуха, равномерного его распределения
в помещениях и бесшумности работы системы применяют специаль-
ные выпускаемые устройства, например «мультивент», предста-
вляющие собой металлический лист с большим количеством мел-
ких отверстий, укрепляемый на потолке каждого купе.
§ 45. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Системы электроснабжения. Применяемые в строящихся и
эксплуатируемых цельнометаллических пассажирских вагонах
системы можно разделить на три вида: индивидуальное электро-
снабжение с оборудованием каждого вагона автономной электро-
станцией, подающей питание только собственным потребителям
электроэнергии; централизованное электроснабжение с подачей
питания во все вагоны поезда от одного источника электро-
энергии; смешанное электроснабжение, представляющее собой сово-
купность первых двух видов, каждый из которых использован
для питания определенной части потребителей электроэнергии
вагона.
Система индивидуального электроснабжения характеризуется
наличием в вагоне электростанции. Генератор, помещенный под
вагоном, приводится во вращение при движении поезда от оси
колесной пары (такая система ранее называлась осевой). Для
привода раньше применяли ременную передачу с насаженным
на среднюю часть оси разъемным шкивом, что имело известные
недостатки. Последующие многочисленные испытания различных
конструкций показали, что наиболее приемлем клиноременный
привод от торца оси колесной пары с промежуточным редуктором
и карданным валом. Таким приводом оборудуют все выпускае-
мые в настоящее время пассажирские вагоны без кондициониро-
вания воздуха.
Аккумуляторную батарею располагают под вагоном. Она
призвана обеспечивать электроэнергией потребителей вагона при
284
небольшой скорости движения и на стоянках поезда. При опре-
деленной скорости движения аккумуляторная батарея заря-
жается от генератора. Наличие аккумуляторной батареи нала-
гает необходимость использования постоянного тока для основ-
ных потребителей энергии. Для управления работой электростан-
ции и распределения электроэнергии служит распределительный
щит, устанавливаемый в служебном отделении вагона. На щите
размещены коммутационные, защитные и другие аппараты, обес-
печивающие снабжение электроэнергией потребителей.
В последнее время широко применяют индивидуальную си-
стему электроснабжения пассажирских вагонов выпрямленным
переменным током. В этой системе применен генератор перемен-
ного тока с выпрямителями. Поскольку люминесцентные лампы,
аппаратура радиоузла и другие потребители требуют наличия
переменного тока со стабильной частотой, в системе электроснаб-
жения предусматривают специальные вращающие преобразова-
тели, которые преобразуют постоянный ток напряжением 50 В
в переменный требуемого напряжения и частоты.
Вагоны, снабженные холодильными установками, потребляют
значительно больше электроэнергии, чем вагоны с обычной при-
нудительной системой вентиляции, в связи с использованием
дополнительных электроприемников (двигателей компрессора,
осевых вентиляторов и заслонок, аппаратуры автоматики, элек-
трокалорифера и др.). Это вынуждает намного увеличить мощ-
ность генератора и осуществлять съем мощности со средней части
оси. В целом система индивидуального электроснабжения имеет
как преимущества, так и недостатки. К преимуществам относится
удобство эксплуатации, связанное с автономностью вагонов, так
как такая система не зависит от внешних источников питания.
К недостаткам относятся сложность размещения и обслуживания
такой системы в современных вагонах, оборудованных электриче-
ским отоплением, установками кондиционирования воздуха и мно-
гочисленными электроприборами для технических и бытовых
нужд.
Централизованные системы электроснабжения являются пер-
спективными, так как экономически эффективны и позволяют
применять в вагонах технически совершенное электрическое ото-
пление, воздухонагревательные агрегаты и другие приборы, по-
вышающие комфортные условия проезда пассажиров. На желез-
ных дорогах СССР применяется система электроснабжения от ва-
гона-электростанции, который подает питание во все вагоны
состава. Вагоны-электростанции имеют дизель-генераторные уста-
новки мощностью 600 кВт, вырабатывающие трехфазный пере-
менный ток напряжением 400 В с частотой 50 Гц. Эта система,
используемая для питания электроэнергией пассажирских ваго-
нов, оборудованных установками кондиционирования воздуха,
а также вагонов скоростных поездов РТ-200, отличается надеж-
ностью, простотой электрического оборудования, непрерывно-
285
стью электроснабжения, а также расположением сложного энер-
гетического оборудования в специальном вагоне, что значительно
облегчает его обслуживание.
Перспективна также система централизованного электроснаб-
жения от контактной сети через локомотив. Такая система поз-
волит использовать дешевую энергию на электрофицированных
участках железных дорог, количество и протяженность которых
из года в год возрастают. Однако технические трудности, связан-
ных с использованием тока высокого напряжения для питания
потребителей, в настоящее время полностью не преодолены. Поэ-
тому такая система электроснабжения ограниченно используется
в пассажирских вагонах, в частности для электрического отоп-
ления, поскольку электропечи, включенные последовательно,
могут работать как на постоянном, так и на переменном токе даже
при значительных отклонениях напряжения от номинального.
Основными препятствиями широкому внедрению этой системы
являются отсутствие надежной и пригодной для серийного про-
изводства конструкции преобразователя постоянного тока напря-
жением 3000 В в трехфазной ток напряжением 380 В с частотой
50 Гц и сложность исключения неблагоприятного влияния системы
на линии СЦБ. Остальные потребители при такой системе электро-
снабжения получают питание через статические преобразователи,
установленные в каждом вагоне.
Одним из прогрессивных технических решений является цен-
трализованное электроснабжение пассажирских поездов от
располагаемых на локомотивах энергетических и преобразующих
устройств, обеспечивающих на выходе трехфазный переменный
ток напряжением 380/220 В со стабилизированными напряжением
и частотой. Все потребители вагона (включая и отопление) трех-
фазные и рассчитаны на это напряжение. Такая система электро-
снабжения имеет наивысшие технико-экономические показатели.
Электрическое оборудование вагона. Пассажирские вагоны
оборудованы специализированными устройствами, образующими
комплексы источников питания и потребителей энергии, автома-
тического управления, регулирования и защиты, выполненными
применительно к вагонам того или иного типа согласно предъяв-
ляемым к ним требованиям. Характерной системой индивидуаль-
ного электроснабжения является электрическое оборудование,
примененное в пассажирских вагонах открытого типа со спаль-
ными местами производства КВЗ. Эти вагоны оборудованы си-
стемой электроснабжения ЭВ10-02-20, блок-схема которой
(рис. 126) предусматривает питание всех потребителей вагона;
автоматическое регулирование напряжения цепей потребителей
при движении поезда; автоматическую работу вентиляционного
агрегата в зависимости от температуры в вентиляционном канале;
ручное регулирование заряда аккумуляторной батареи (малая,
средняя и полная ступени); питание от смежного вагона или по-
дачу питания смежному вагону через подвагонную магистраль;
286
Рис. 126. Схема системы индивидуального'"п
электроснабжения;	*
1 — ведущий шкив; 2 — ось колесной
пары; 3 — клиновые ремни; 4 — редук-
тор; 5 — ведомый шкив; 6 — карданный
вал; 7 — якорь; 8 — генератор; 9 — до-
полнительная обмотка генератора; 10, 12
и П — выпрямители; 11 — основная об-
мотка генератора; 13 — переключающее
устройство; 14 — аккумуляторная бата-
рея; 15 — потребители электроэнергии;
16 — регулятор напряжения; 18 — шун-
тирующая обмотка
защиту электрооборудования от
коротких замыканий, длитель-
ных перегрузок по току и не-
допустимых превышений напряжений. Длительная эксплуата-
ционная мощность системы при движении поезда 8,0 ’кВт.
Потребители вагона получают питание от параллельно работаю-
щих подвагонного синхронного генератора переменного тока
2ГВ-003-12 с выпрямителями и аккумуляторной батареи. Гене-
ратор, установленный на тележке, приводится во вращение через
текстропно-карданный привод. Генератор имеет две обмотки:
основную трехфазную и дополнительную однофазную с выводом
средней точки. Первая подключена к основной группе кремниевых
выпрямителей и обеспечивает питание потребителей вагона,
а вторая — через магнитный усилитель к дополнительной группе
кремниевых выпрямителей. Обе группы выпрямителей соединены
последовательно и в сумме дают напряжение, необходимое для
заряда аккумуляторной батареи. На соответствующие зажимы
выведена дополнительная обмотка, предназначенная для облег-
чения автоматического регулирования напряжения генератора
при малых нагрузках и высоких скоростях движения поезда. На
стоянках и при малых скоростях движения все потребители полу-
чают питание от аккумуляторной батареи.
Выпрямитель, предназначенный для преобразования перемен-
ного трехфазного тока в постоянный, размещен в металлическом
кожухе под вагоном. На изоляционной панели выпрямителя
укреплены шесть вентилей, соединенных по трехфазной мостовой
схеме. Выпрямитель соединен с аккумуляторной батареей, и его
токоведущие детали, в том числе и радиаторы вентилей, на стоян-
ках поезда, когда генератор не работает, находятся под напря-
жением 50 В.
Аккумуляторная батарея 38-ТЖН-250 имеет 38 железоникеле-
вых аккумуляторов емкостью 250 А-ч. Номинальное напряжение
аккумулятора 1,25 В, а максимальное и минимальное зарядные
напряжения равны соответственно 1,8 и 1,0 В. В системе преду-
смотрены регуляторы напряжения, используемые при нагрузках
и заряде аккумуляторной батареи. Выпрямленное напряжение
генератора поддерживается в пределах 47—53 В изменением тока
в обмотке возбуждения при колебаниях нагрузки от нулевой до
287
максимальной и изменении скорости движения'поезда. Ток воз-
буждения необходимой величины поддерживается системой регу-
лирования, состоящей из измерительного, усилительного, испол-
нительного и стабилизирующего устройств. Питание нагрузок
с батареи на генератор и обратно переводится переключающим
устройством, состоящим из фильтра верхних частот, выпрямителя
и реле.
Система обеспечивает защиту от недопустимого повышения на-
пряжения на зажимах нагрузки, осуществляемую реле максималь-
ного напряжения и исполнительным реле. Защиту от увеличения
амплитудного значения напряжения генератора при переключе-
ниях контактором нагрузок с батареи на генератор и обратно,
а также при сбросах нагрузки в наиболее тяжелых режимах при
сгоревших предохранителях батареи осуществляет шунтирующий
вентиль. Предусмотрено ручное отключение источников напряже-
ния от сети на случай аварийной ситуации.
Потребители энергии (лампы освещения, электронагреватель-
ные приборы и вспомогательные электродвигатели, за исключе-
нием преобразователей для включения электробритв) подклю-
чены к сети, напряжение которой (47—53 В) при движении по-
езда поддерживается регулятором; на стоянке напряжение оп-
ределяется состоянием аккумуляторной батареи. Включают по-
требители вручную — пакетными переключателями. Вентилятор
можно перевести в автоматический режим работы. Мощность,
отдаваемая или получаемая от смежных вагонов, составляет
1,2 кВт. Для ограничения мощности, отдаваемой в магистраль,
имеется автомат. Предусмотрено автоматическое отключение на
стоянке части потребителей при помощи реле.
Освещение вагона осуществлено люминесцентными лампами
(пассажирские помещения) и лампами накаливания (бытовые
и подсобные помещения). Сеть освещения вагона состоит из
нескольких групп (в рассматриваемом вагоне их восемь) светильни-
ков. Для люминесцентного освещения предусмотрен специальный
преобразователь постоянного тока напряжением 50 В в переменный
ток напряжением 220 В и частотой 400 Гц. Преобразователь со-
стоит из электродвигателя постоянного тока, приводящего в дви-
жение генератор повышенной частоты, а также пускорегулирую-
щей аппаратуры (стабилизатора частоты вращения и пускателя).
Аппараты системы электроснабжения и управления размещены
на специальном пульте, установленном в служебном помещении
вагона. На лицевой стороне пульта имеются верхние двери —
панели, на которых установлены измерительные приборы, сиг-
нальные лампы, выключатели, переключатели, кнопки и малога-
баритные плавкие предохранители. Аппараты размещены по
функциональному назначению: на правой двери — аппараты за-
щиты и контроля источников электроснабжения, на левой —
аппараты включения потребителей. Пакетные переключатели
и автоматы смонтированы на отдельной средней панели, которую
288
можно откидывать для доступа к контактным зажимам. Внутри
пульта смонтирована коммутационная аппаратура, а также ап-
паратура регулирования и защиты.
Значительная часть пассажирских вагонов, снабженных уста-
новками кондиционирования воздуха, имеет индивидуальную
систему электроснабжения от подвагонного генератора с приводом
от оси колесной пары. Например, купейные вагоны со спальными
мягкими местами производства ЛВЗ с установками кондициони-
рования воздуха оборудованы системой электроснабжения, имею-
щей следующие параметры: мощность на выходе выпрямителя
в продолжительном режиме при движении поезда 26 кВт, а на
стоянке 20 кВт; напряжение на выходе выпрямителя 132—150 В;
скорость движения поезда, при которой генератор отдает номи-
нальную мощность в продолжительном режиме, равна 12—44 м/с
(48—160 км/ч). Электрооборудование этой системы обеспечивает:
начало приема нагрузки, начиная с частоты вращения ротора
генератора, равной 550 об/мин; заряд разряженной и подзаряд
заряженной аккумуляторной батареи, а также ограничение тока
при заряде разряженной аккумуляторной батареи до 90 А; авто-
матическую работу по сигналам термодатчиков электроагрегатов
холодильной установки КЖ-25П, электрокалорифера, циркуля-
ционного насоса и сдвоенного вентилятора; питание, коммутацию
и защиту цепей стабилизированного напряжения НО В, цепей
сигнализации постоянного тока напряжением 50 В, преобразо-
вателя для люминесцентного освещения, трех электронагрева-
телей баков горячего водоснабжения установленной мощностью
3,2 кВт, электрокипятильника мощностью 2,2 кВт, пылесоса
мощностью 600 Вт, водоохладителя мощностью 500 Вт, насоса
для перекачки воды мощностью 90 Вт и электронагревателя слив-
ной трубы; защиту потребителей от токов короткого замыкания,
длительных перегрузок по току, недопустимого повышения сред-
него значения напряжений и перенапряжений в случае аварийного
режима.
Основным источником питания электроэнергией вагона явля-
ется агрегат АМ1, состоящий из трехфазного генератора перемен-
ного тока и асинхронного электродвигателя. При движении по-
езда генератор приводится во вращение от оси колесной пары
вагона через редуктор и карданную передачу, а на длительной
стоянке — от асинхронного электродвигателя, который через
штепсельное соединение получает питание от внешней стацио-
нарной сети трехфазного переменного тока напряжением 380 В,
частотой 50 Гц. Электропотребители вагона получают питание
от генератора через выпрямитель, который собран на кремниевых
вентилях В2-200 по трехфазной мостовой схеме. Для питания
потребителей на стоянках в пути следования, а также при замед-
ленном движении поезда, установлена аккумуляторная батарея,
которая включена параллельно с генератором через выпрямитель
и работает в режиме постоянного подзаряда.
Ю Л. Д. Кузьмич	289
Компрессионная установка получает питание от генератора
или батареи. Для включения цепей электродвигателей компресси-
онной установки, циркуляционного насоса и вентиляционного
агрегата предусмотрены соответствующие контакторы, а для ре-
гулирования частоты их вращения — резисторы. Основные цепи
освещения вагона (люминесцентные лампы) получают питание от
машинного преобразователя, а служебные и аварийные цепи
(лампы накаливания) от генератора или батарей через стабили-
затор с выходом напряжения НО В постоянного тока.
От системы электроснабжения получают также питание вспо-
могательные потребители (электрокипятильник, водоохладитель
питьевой воды, розетки пылесоса и электроплитки, электродвига-
тель насоса). Цепи контроля нагрева букс, вызова проводника,
цепи противогазного устройства и сигнализации окончания налива
воды получают питание напряжением 50 В, а цепи контроля
системы отопления — питание напряжением 24 В. Цепи управле-
ния работой холодильной установки и электрокалорифера выпол-
нены на напряжение НО В, а вентилятора — на 132—150 В.
Система электроснабжения имеет соответствующие контрольно-
измерительные аппараты и аппараты сигнализации и защиты.
Предусмотрена возможность аварийного отключения источников
питания и цепей всех потребителей вагона (за исключением ава-
рийного освещения, концевых сигнальных фонарей и цепей кон-
троля нагрева букс).
Анализируя системы индивидуального электроснабжения, мо-
жно заметить, что в первом случае, когда вагоны не снабжены
холодильными установками и потребляемая мощность мала,
система достаточно рациональна. Однако во втором случае, когда
необходимая мощность значительна, подобная система громоздка,
дорога и недостаточна для питания всех потребителей на стоянке.
На стоянках поезда потребители электроэнергии получают
питание от аккумуляторной батареи. Это вынуждает применять
электродвигатели постоянного тока и тем самым не позволяет
использовать надежные в работе холодильные установки с бес-
сальниковыми компрессорами со встроенными асинхронными
двигателями. Чтобы привести в действие все генераторы поезда,
вагоны которого оснащены установками кондиционирования воз-
духа, необходимо затратить примерно 15—20% мощности локомо-
тива. При этой системе элекстроснабжения исключено применение
электрического отопления.
Получение электроэнергии для одновременного питания уста-
новок кондиционирования воздуха, электрического отопления
и бытовых приборов как во время движения, так и на стоянках
поезда становится возможным лишь при системе централизо-
ванного электроснабжения вагонов. Одной из хорошо отработан-
ных для практической эксплуатации систем является система
централизованного питания электроэнергией состава пассажир-
ского поезда из 15 вагонов, оборудованных электрическим отоп-
290
лением и установками кондиционирования воздуха, от вагона-
электростанции постройки КВЗ.
В машинном отделении вагона-электростанции установлены три
дизель-генераторные установки АДВЭ-200-Т/400-2А (У42В) но-
минальной мощностью по 200 кВт. Каждая установка состоит
из двенадцатицилиндрового V-образного четырехтактного дизеля
п трехфазного синхронного генератора ГСФ-200 (номинальное
напряжение 400 В), соединенных при помощи муфты и смонти-
рованных на одной раме. Дизель-генераторные установки имеют
раздельные системы охлаждения и смазки, которые обеспечивают
их нормальную работу при температуре наружного воздуха
- 40ж+40°С. Топливо находится в одном баке (в вагоне) емко-
стью 425 лив двух баках (под вагоном) общей емкостью 7000 л.
Для пуска дизелей предусмотрен стартер, получающий питание
от подзаряжаемой генератором аккумуляторной батареи. Электри-
ческая аппаратура, предназначенная для обслуживания дизель-
генераторов, их защиты, регулирования напряжения и частоты
вращения, смонтирована на щите, установленном в отделении
управления. Для подключения к магистрали поезда в вагоне-
электростанции имеются междувагонные соединения
ШУ/РУ-205В.
Все вагоны (потребители) соединяют в последовательную
электрическую цепь, в которой использованы контакты безопас-
ности, встроенные в штепсели, розетки и холостые приемники
(на торце вагона-электростанции и крайнего вагона состава).
Потребители собственных нужд электростанции выполнены на
номинальные напряжения 400/230 В трехфазного переменного
тока частотой 50 Гц и работают в автоматическом режиме. Для иск-
лючения утечки тока через кузов вагона на рельсовый путь
и предупреждения ложного срабатывания устройств СЦВ и связи
между поездной магистралью и шинами вагона включен разде-
лительный трансформатор.
Вагон оборудован электрической системой отопления, состоя-
щей из трех групп электропечей и двухсекционного электрокало-
рифера общей мощностью соответственно 19,85 и 18 кВт. В вагоне
предусмотрены три цепи освещения: основная (люминесцентные
лампы) переменного тока напряжением 220 В; служебная и ава-
рийная (лампы накаливания) переменного или постоянного тока
напряжением 50 В. Цепи контроля системы отопления питаются
переменным током напряжением 48 В, а цепи управления установ-
кой кондиционирования воздуха — переменным током напряже-
нием 220 В.
§ 46.	ОСОБЕННОСТИ ЗАРУБЕЖНЫХ ПАССАЖИРСКИХ
ВАГОНОВ
Парк пассажирских вагонов зарубежных железных дорог
чрезвычайно разнообразен. Это объясняется различными клима-
тическими условиями, территориальными особенностями, об-
Ю*	291
щественным и экономическим укладом, характером размещения
населения, традициями, сложившимися в той или иной стране,
и другими причинами. Многообразие конструкций вагонов и их
оборудования вызвано конкурентной борьбой между вагонострои-
тельными и железнодорожными компаниями, а также между
железнодорожными компаниями, авиационными и автомобиль-
ными.
В технически развитых странах обычные скорости движения
пассажирских поездов достигают 44 м/с (160 км/ч); есть линии,
на которых скорость составляет 55 м/с (200 км/ч) и выше. Для
движения со скоростью 55 м/с (200 км/ч) и выше требуется сущест-
венная модернизация подвижного состава, улучшение железно-
дорожного пути и сигнализации. Переход на более высокие ско-
рости требует не только специального подвижного состава и кон-
тактной сети, но и коренной реконструкции пути, внедрения
автоматики и новой организации системы перевозок.
В странах Америки и Европы приняты различные исходные
положения для проектирования пассажирских вагонов. Вагоны
локомотивной тяги США, относящиеся к пассажирскому парку,
разделены на следующие пять классов: Р — пассажирские вагоны;
Д — вагоны-рестораны; С — вагоны смешанного типа; В — ба-
гажные вагоны; М — почтовые вагоны. В класс Р входят вагоны
пригородного сообщения с местами для сидения, вагоны с купо-
лом для обозрения местности и местами для сидения, вагоны-
гостиные, вагоны-бары и комбинированные пассажирские вагоны
со спальным отделением и буфетом. Вагоны открытого типа
(рис. 127) с креслами для сидения составляют более 80% всего
пассажирского парка США, а спальные вагоны — только 10%.
Это объясняется тем, что в США около 76% составляют пасса-
жирские перевозки на короткие расстояния (менее 320 км).
! Пассажирские вагоны в США в основном строят фирмы «Бадд»
и «Пульман Стандарт». Стандартом Ассоциации железных дорог
США (AAR) установлены следующие геометрические параметры
пассажирских вагонов (в мм): длина 25900; база 18 135; ширина
3048; высота от головки рельса 4115; высота пола от головки
рельса 1238; высота фартука от головки рельса 559. Согласно
нормам расчетная продольная сжимающая нагрузка для пасса-
жирского вагона достигает 3,6 МН (360 тс) и выше, поэтому вес
тары типовых вагонов США относительно высок и составляет,
как правило, 60—67 тс.
В Европе из-за разногласий между компаниями железных
дорог отдельных стран Международным Союзом железных дорог
(МСЖД) рекомендованы пассажирские вагоны двух типов
(рис. 128): тип X — длина 26,4 м, ширина 2,825 м; тип У — длина
24,5 м, ширина 2,883 м. Вагоны типа X приняты железными
дорогами ФРГ, Австрии, Швейцарии, Италии, Нидерландов
и Бельгии. Вагоны типа У приняты железными дорогами ГДР,
Дании, ПНР, ЧССР, ВНР, СРР, СФРЮ и Франции. Вагон типа X
292
Рис. 127. Планировка вагонов с креслами для сидения:
а — фирмы «Бадд»; б — фирмы «Пульман Стандарт»; 1 — клуб; 2 — салон для пасса-
жиров; 3 — мужской туалет; 4 — отделение для электроаппаратуры; 5 — женский
туалет; 6 — служебное помещение; 7 — помещение для багажа
имеет 12 шестиместных купе, каждое площадью 3,3 м2 (0,55 м2
на пассажира). Вагон типа У имеет десять восьмиместных купе,
каждое площадью 3,8 м2 (0,48 м2 на пассажира). По требованиям
МСЖД кузова этих вагонов рассчитывают на вертикальную на-
грузку, учитывающую тару кузова и удвоенный вес пассажиров
при динамическом коэффициенте —30%. Расчетная продольная
сжимающая нагрузка принята равной 2 МН (200 тс).
Все зарубежные пассажирские вагоны имеют цельнометалли-
ческие несущие кузова. Вагоны постройки США имеют хребтовую
балку и лобовые стены с мощными антителескопическими стойками.
В странах Европы считают более выгодным кузов несущей кон-
струкции в виде замкнутой оболочки без хребтовой балки. Пас-
сажирские вагоны США имеют усиленную изоляцию, оборудованы
автосцепкой и снабжены установками кондиционирования воз-
духа. В несущих конструкциях зарубежных вагонов широко ис-
пользованы гнутые облегченные профили. Большинство зарубеж-
ных фирм для снижения массы кузова и повышения его корро-
зионной стойкости применяет стали повышенной прочности,
нержавеющие стали, а также алюминиевые сплавы. Целесооб-
разность использования нержавеющих сталей подтверждает
опыт 30-летней эксплуатации таких вагонов в Японии и Франции.
Фирмы «Пульман» (США), «Говкер Сидлай» (Канада), «Ганза
Вагонбау» (ФРГ) и др. используют для изготовления кузовов
алюминиевые сплавы, обладающие низким удельным весом, вы-
сокой прочностью, коррозионной стойкостью и свариваемостью.
293
оквг
Рис. 128. Планировки пассажирских вагонов МСЖД:
294
В конструкциях ограждения кузовов вагонов применяют
трудновоспламеняемые материалы, усиленную изоляцию пола
в зонах расположения ходовых частей, «плавающие» конструкции
пола, трехслойные плиты «сэндвич» для пола, перегородок и др.
Зарубежные вагоны с кондиционированием воздуха, спроекти-
рованные и построенные в последние годы, предназначены для
эксплуатации в поездах с централизованным электроснабжением
или с электроснабжением от локомотивов по однопроводной по-
ездной магистрали. Вагоны, эксплуатирующиеся на электрофици-
рованных участках, обычно получают питание непосредственно
от контактной сети. Для эксплутации на неэлектрифицированных
участках тепловозы часто оборудуют необходимыми установками
для электроснабжения поезда от главного или специального
дизеля или от турбогенератора.
Вагоны оборудуют электроотоплением, для чего используют
энергию контактной сети. В вагонах поездов высокого класса
(во Франции — «Мистраль», ТЕЕ; в США — «Метролайнер»)
применено электропечное отопление с питанием печей от сети
низкого напряжения. Во многих европейских странах (Франция,
ФРГ, Швейцария, ГДР) применяется воздушная система отопле-
ния, позволяющая значительно проще осуществить автоматиза-
цию режима работы и обеспечить требуемую температуру как
в вагоне, так и в каждом купе отдельно.
Все холодильные установки, применяемые в зарубежных
вагонах, имеют подвагонную схему компоновки с присущими
ей недостатками. Дальнейшее совершенствование установок идет
в направлении снижения их массы при интенсификации тепло-
обмена. С этой целью применяют теплообменные аппараты из
медных труб с игольчатым алюминиевым оребрением (компания
«Дженерал электрик», США) и из алюминия (фирма «Рейнгольд»,
ФРГ). Некоторые зарубежные фирмы совершенствуют способы
регулирования холодопроизводительности холодильных устано-
вок. Например, в кондиционерах фирмы «Стоун», предназначен-
ных для стран с жарким климатом, применено байпасное устрой-
ство и шестицилиндровый компрессор с устройствами для отжима
клапанов, в результате чего достигнуто пятиступенчатое регули-
рование холодопроизводительности. В некоторых пассажирских
вагонах (поезда «Рейнгольд» и «Рейфаль», ФРГ) применены ап-
параты, позволяющие самим пассажирам устанавливать в купе
желаемую температуру. В аппаратах типа «Жетейр», установлен-
ных в каждом купе, происходит вторичная тепловая обработка
воздуха, поступившего в них из общей системы отопления или
охлаждения. Это позволяет регулировать температуру в каждом
отдельном купе.
Распространены холодильные установки в виде агрегатов.
Автономные кондиционеры, получающие питание переменным
током, конструктивно решены в виде единого блока с монолит-
ными сварными соединениями, ликвидирующими утечки хлад-
295
агента. Эти кондиционеры удобно монтировать и демонтировать
с вагонов, так как они имеют всего лишь два соединения: с источ-
ником питания и с воздуховодом вагона. Такие кондиционеры
поставляют фирмы «Лува» (ФРГ), «Броун-Бовери» (Швейцария),
«Стоун» (Англия) и др. Фирма «Стоун» изготовляет также подоб-
ные кондиционеры для монтажа между крышей и потолком ва-
гона. Во Франции производят шесть таких моделей холодопро-
изводительностью 3,8—15 кВт (3300—13 000 ккал/ч) и массой
125—350 кг.
I Наибольшее распространение автономные кондиционеры по-
лучили в Японии, где их выполняют в двух вариантах; вертикаль-
ная компоновка для установки в шкафу (экспресс «Ода») и гори-
зонтальная компоновка для подвески между крышей и потолком
(дизель-поезда «Хатсухари»), Кондиционеры экспресса «Кадама»
могут работать как в режиме охлаждения воздуха, так и в режиме
его подогрева, т. е. в качестве теплового насоса. Производительность
таких кондиционеров по холоду 4,6 кВт (4000 ккал/ч), а по теплу
2,9 кВт (2500 ккал/ч). В настоящее время подобные кондиционеры
применены на скоростных поездах Нью-Токайдо, где в каждом
вагоне под потолком установлено десять агрегатов холодопроиз-
водительностью 1,2 кВт (1000 ккал/ч).
Стремление периодически модернизировать вагон для удовлет-
ворения социальных, эргономических и других технико-эконо-
мических требований, привело к тому, что многие зарубежные
фирмы стали применять внутреннее оборудование в виде отдель-
ных легко сменяемых блоков; это дает также определенный тех-
нологический эффект. Блочную сборку применяют в США, ФРГ,
Австрии, Бельгии и других странах. Спальный вагон, производи-
мый в Финляндии, имеет длину 26,4 м, одиннадцать пассажирских
купе, каждое из которых оборудовано тремя креслами для днев-
ного отдыха, складывающимися на ночь в нижний рундук.
В ночное время можно по выбору установить одно, два или три
спальных места, причем среднее место имеет два фиксированных
положения по высоте (низкое и высокое).
Встречаются интересные решения отдельных элементов пасса-
жирских вагонов: окна в виде стеклянных блоков с отражающими
и теплозащитными покрытиями; спальные места, убирающиеся
в стены; подъемные подголовники в спальных полках; санитарное
оборудование блочной конструкции с химической переработкой
отходов без выброса их на путь и др. Широко использованы пла-
стические массы, особенно для внутреннего оборудования.
§ 47.	ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИЙ
ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ
Основные требования. Объективные условия СССР способ-
ствуют использованию железных дорог в качестве главного вида
транспорта, поэтому развитие пассажирских железнодорожных
перевозок планируется в направлении наиболее полного исполь-
296
зования его специфических преимуществ (быстрота, надежность,
экономичность и оптимальный уровень комфорта) перед другими
видами транспорта. При четко организованных подготовке к по-
ездке и обслуживанию в пути следования железнодорожный
транспорт успешно может конкурировать с авиационным тран-
спортом на трассах протяженностью до 600—800 км, а при эксплу-
атационных скоростях около 55 м/с (200 км/ч) и до 1000—1500 км.
На перспективу пассажирские поезда и вагоны для них можно
разделить на следующие четыре группы. Пригородные поезда
с вагонами, оборудованными местами для сидения — электро-
поезда (на электрифицированных участках) и дизель-поезда
(на неэлектрифицированных участках). Местные поезда из ва-
гонов с креслами для сидения, курсирующие только в дневное
время с нахождением в пути не более 8 ч. Поезда среднего радиуса
действия из купейных вагонов со спальными местами, имеющие
высокий уровень комфорта и предназначенные для курсирования
преимущественно в ночное время на расстояния 1200—2000 км.
Поезда дальнего радиуса действия с купейными вагонами для пас-
сажирских перевозок и туристских целей. Такие поезда должны
иметь высокий уровень комфорта, эффективные пункты питания
и вагоны обслуживания.
Дальнейшее развитие конструкций пассажирских вагонов пред-
полагается в следующих основных направлениях. Исследовани-
ями ВНИИВ, ЦНИИ МПС и Института комплексных транспорт-
ных проблем (ИДТИ) установлена целесообразность увеличения
длины пассажирских вагонов всех типов, за исключением почто-
вых и багажных. Кроме других преимуществ, это увеличит на
5—7% провозную способность железных дорог. Исходя из условий
вписывания вагонов в габарит подвижного состава 0-Т
(ГОСТ 9238—73), обеспечения проходимости сцепленных вагонов
в кривых малого радиуса при использовании типовых деталей
автосцепки (корпус, хомут, клин) и розеток с увеличенной ши-
риной окна, сохранения нормативных размеров длины спальных
мест и ширины коридора, а также унификации размеров вагонов,
выявлены следующие рациональные габаритные размеры вагона
в плане: длина 26,49 м, база 19,25 м и ширина 3,04 м.
Переход на строительство удлиненных вагонов выдвигает
новые проблемы, главные из которых следующие: создание се-
мейства унифицированных пассажирских вагонов с оптимальным
уровнем комфорта; изыскание удовлетворительной конструкции
вагона большой вместимости взамен вагона открытого типа со
спальными местами. Вторая задача осложняется тем, что схемы
вагона открытого типа с продольным и поперечным расположением
спальных мест неприемлемы для удлиненного кузова с уменьшен-
ной шириной.
Уровень комфорта для вагонов различного назначения и кате-
горий целесообразно установить исходя из условий обязательного
и дополнительного комфорта. К первой группе условий относят
297
следующие: минимальные допустимые площадь и объем пассажир-
ского помещения, приходящиеся на одного пассажира; размеры
и характер пассажирских мест для сидения и лежания; ассорти-
мент необходимого оборудования и принадлежностей для инди-
видуального и коллективного пользования; конструкцию и раз-
меры помещений общего пользования (санитарных узлов, пунктов
питания и т. д.); санитарно-гигиенические нормативные пока-
затели, определяющие количество подаваемого свежего воздуха
на одного человека в час; общую и местную освещенность и т. д.
Ко второй группе условий относят: добавочные площадь и объем
помещения на одного пассажира; дополнительную возможность
изоляции пассажиров; более высокое качество отделочных ма-
териалов; художественное оформление помещений и т. д.
При унификации вагонов шаг купе принимают равным удвоен-
ному шагу кресел в салоне. Необходимо также изыскать кон-
структивные решения пассажирских помещений, позволяющие
превращать однотипные вагоны одной категории в вагоны другой
категории. Этим принципом необходимо руководствоваться и при
проектировании мебели, которую в одинаковой мере следует при-
способить к дневным и ночным условиям проезда. Спальные места
должны быть равноценными, и если одни места имеют естествен-
ные преимущества, то у других их надо искусственно создавать.
В технико-эстетических проработках ВНИИВ на перспективу
предложено улучшить культурно-бытовое обслуживание поездов
соответственно их функциональному назначению введением
местной (в пределах купе) регулировки освещения, установлением
определенных кондиций воздуха по желанию пассажиров, радио-
фикацией всех пассажирских мест, улучшением удобств для про-
езда пассажиров с детьми, устройством радиотелефонной связи
с внешними абонентами, оборудованием санитарных узлов душем,
а специальных салонов поезда телевизионной и киноаппаратурой
и т. д. В поездах дальнего следования целесообразно иметь бу-
феты, а также комнаты матери и ребенка. Система организации
питания в поезде должна обеспечить сокращение времени на при-
готовление и доставку пищи.
В перспективе основными вагонами локомотивной тяги для
расстояний 600—800 км останутся вагоны открытого типа с мяг-
кими креслами для сидения, а для поездок на более дальние рас-
стояния — купейные вагоны различных назначений и категорий.
Кузова. Для перспективных пассажирских вагонов по-преж-
нему останется рациональной цельнометалическая сварная кон-
струкция кузова в виде замкнутой оболочки с вырезами, выпол-
ненная из гофрированных листов, подкрепленных элементами жест-
кости. Анализ современных конструкций и тенденций их совер-
шенствования выдвигает задачу создания максимально облег-
ченных и более надежных с точки зрения коррозионной стойкости
кузовов благодаря рационализации их конструктивных элемен-
тов и применению прогрессивных материалов.
298
Исследованиями ВНИИВ установлено, что в настоящее время
и на ближайшую перспективу оптимальным вариантом является
конструкция кузова с обшивкой из экокомнолегированпой нер-
жавеющей стали 10Х14Г14НЗ и с каркасом из низколегированной
коррозионно-стойкой стали 10ХНДП. Внедрение таких кузовов
в серийное производство позволит сократить расход стали на 3—4 т
на вагон и получить народнохозяйственный эффект в размере
2000 р. и более на один вагон. Применение этих сталей не потре-
бует существенной реорганизации действующего производства.
До перехода на строительство вагонов увеличенной длины с кузо-
вами из нержавеющей стали целесообразно изготовлять вагоны
с кузовами из низколегированной стали 10ХНПД, 09Г2Д и т. п.
Применение нержавеющих сталей для кузовов почтовых и
багажных вагонов менее целесообразно. Это обусловлено боль-
шими вырезами в зонах боковых обвязок, ослабляющими сечение
рамы, что не позволяет убрать хребтовую балку в средней части
кузова и использовать тонкую гофрированную обшивку из нер-
жавсющей стали. Кроме того, при большей массе брутто почтовых
и багажных вагонов не может быть реализовано существенное
уменьшение площади и момента инерции поперечных сечений
в связи с ограничениями прочности и жесткости.
Новые возможности снижения массы несущих конструкций
пассажирских вагонов открываются, как показали исследования,
при использовании предварительно напряженных конструкций.
Это позволяет снизить массу кузова серийного вагона на 1,5—
2 т в результате уменьшения сечений продольных элементов рамы
и боковых стен. Уменьшаются технологические прогибы и тем
самым повышаются несущая способность и изгибная жесткость
кузова. Улучшается также и товарный вид вагона.
Неоспоримый технический эффект, достигаемый при исполь-
зовании алюминиевых сплавов для изготовления кузовов пасса-
жирских вагонов, доказан практикой отечественного вагонострое-
ния и зарубежным опытом. Отечественные алюминиевые сплавы
по механическим свойствам и технологичности хорошо зарекомен-
довали себя при использовании их для несущих сварных конструк-
ций вагонов. Одним из направлений дальнейшего снижения рас-
хода металлов является также более широкое применение пла-
стических материалов и, в частности, стеклопластиков и металло-
пластмассовых узлов кузова в трехслойном антикоррозионном
исполнении.
Значительного эффекта можно достигнуть при переходе к мон-
тажу на сборочных позициях предварительно собранных укруп-
ненных блоков кузова и внутреннего оборудования вагонов.
Традиционная конструкция цельнометаллического сварного ку-
зова вынуждает, как правило, применять подетальную сборку
узлов непосредственно в тесных помещениях вагона и в неудоб-
ных для работы сборщика положениях. Эти обстоятельства оп-
ределяют актуальность разработки новых конструктивных
299
решений отдельных узлов кузова и внутреннего оборудования,
а также рациональных методов сборки, пригодных для всех пас-
сажирских вагонов и удовлетворяющих ремонтным требованиям.
Например, переход на блочный метод сборки вагонов позволит,
по предварительной оценке, сократить длительность производ-
ственного цикла примерно на 2,5 сут., снизить трудоемкость сбор-
ки и существенно увеличить выпуск вагонов на тех же площадях.
Один из возможных вариантов решения поставленной задачи —
сборка систем вагона и блоков внутреннего оборудования пасса-
жирских помещений при снятой крыше вагона.
Электроснабжение. Наилучшими техническими и экономиче-
скими показателями обладает система электроснабжения вагонов
с размещением источников питания на локомотивах, но пока еще
невозможно принять ее в качестве основной. Исследования пока-
зывают, что на ближайшие 15—20 лет можно принять централи-
зованную систему электроснабжения пассажирских поездов с пи-
танием потребителей от поездной высоковольтной магистрали
при статических преобразователях энергии, установленных в каж-
дом вагоне. Предполагают установку преобразователя мощно-
стью 30 кВт с входным номинальным напряжением 3000 В постоян-
ного или переменного тока и выходным напряжением 380/220 В
трехфазного переменного тока для питания всех потребителей
электроэнергии вагона, кроме электрических нагревателей отоп-
ления. Преобразователи будут получать питание от поездной
магистрали 3000 В: при постоянном токе — от токоприемника
электровоза; при переменном токе — от обмотки отопления тяго-
вого трансформатора электровоза. При таком электроснабжении
необходимо будет исключить неблагоприятные влияния на цепи
СЦБ как постоянного, так и однофазного переменного тока ча-
стотой 50 Гц.
Будут продолжены работы по дальнейшему совершенствова-
нию вагонов-электростанций, так как в настоящее время это един-
ственная отработанная система централизованного электроснаб-
жения, пригодная для практического использования. На вагонах
без холодильных установок на определенный период времени может
сохраниться существующая индивидуальная система электроснаб-
жения мощностью до 10—12 кВт.
Отопление. Работы последних лет по отоплению направлены
на замену угольного подогрева воды электрическим. Одним из
перспективных направлений является отопление конвективными
электропечами и нагревом воздуха в системе принудительной вен-
тиляции с использованием электрокалорифера. Необходимо соз-
дать высококачественные электронагреватели, кабели и провода,
исключающие отказы этой системы отопления. Будут продолжены
работы по совершенствованию комбинированной системы с уст-
ройствами водяного отопления, аналогичными устройствам се-
рийных вагонов, и со встроенными в котел электронагреватель-
ными элементами.
300
По мере внедрения централизованных систем электроснабже-
ния и высоковольтного отопления целесообразна концентрация
всех нагревательных элементов в одном узле — электрокало-
рифере. Применение воздушной системы отопления наиболее
эффективно и перспективно, так как ее проще автоматизировать
и обеспечить при этом требуемый температурный режим в вагоне
и индивидуальное регулирование температуры в каждом купе.
Для улучшения работы системы водяного отопления вагонов се-
рийного производства будут внедрены усовершенствования, на-
правленные на снижение ее массы п повышение теплопроизводи-
тельности при естественной циркуляции.
Установка кондиционирования воздуха. При современных
требованиях к комфорту возникает необходимость в разработке
для вагонов новой перспективной установки кондиционирования
воздуха компрессионного типа. В связи с перспективой центра-
лизованного электроснабжения появляется возможность исполь-
зования герметичных высокооборотных компрессоров массового
выпуска. Это позволит улучшить герметизацию, снизить потери
хладагента, уменьшить габаритные размеры и массу установки.
Будет разработана моноблочная конструкция холодильной уста-
новки с минимальным количеством разъемов в системе, повышен-
ной плотностью и надежностью. Эту установку можно будет ис-
пользовать также для подогрева воздуха при работе в цикле
теплового насоса.
Дальнейшее развитие холодильных установок для вагонов
пойдет в направлении создания рациональной и компактной кон-
струкции автономных кондиционеров, компонуемых как верти-
кально при размещении в шкафах, так и горизонтально — при
подвеске к потолку.
Общие задачи. Будут продолжены работы по изысканию и вне-
дрению прогрессивных конструкций, снижающих уровень шума
в помещениях вагона до значений, допустимых при различных ча-
стотах нормируемого диапазона. К этим конструкциям отно-
сятся такие как «плавающий» пол, перфорированные потолки,
различные амортизаторы и др.
Увеличение потребления электроэнергии потребует проведе-
ния дальнейших работ по повышению пожаробезопасности ваго-
нов благодаря конструктивным мерам по локальной защите от-
дельных узлов и помещений, применению специальных пропиток
и несгораемых материалов.
Дальнейшие работы в области создания рельсового подвижного
состава для скоростного сообщения пойдут по двум основным
направлениям: отработке конструкций вагонов для введения ско-
ростей движения 55 м/с (200 км/ч) и изысканию конструктивных
решений вагонов для скоростей движения 69—83 м/с (250—
300 км/ч).
301
Глава JNIi
САМОХОДНЫЕ ВАГОНЫ
§ 48.	ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К САМОХОДНЫМ ВАГОНАМ
В отличие от вагонов локомотивной тяги, к самоходным отко-
сят вагоны электропоездов и дпзель-поездов, метрополитена и
трамвая. Самоходные вагоны в основном используют в городском
пассажирском транспорте, а также для пригородных и местных
перевозок пассажиров на магистральных железных дорогах.
Общие требования к этим вагонам в основном такие же, как и (
к пассажирским вагонам локомотивной тяги (см. гл. VII). Основ-
ные конструктивные решения вагонов выбирают исходя из назна-
чения данного подвижного состава и учитывая возможности
обеспечения удобств для пассажиров и требуемых технико-эко-
номических показателей.
Входные двери вагонов имеют централизованное управление,
а также соответствующую сигнализацию, информирующую ма-
шиниста (водителя) о закрытом положении дверей. Форма сидений
для пассажиров эргономически обоснована. Конструкция опорной
части сидений обеспечивает возможность удобной ручной и меха-
низированной уборки пассажирского салона, а крепление сидений
рассчитано на возможные инерционные силы. Применяемые для
внутренней отделки салонов и кабин управления материалы
по цвету и фактуре выбирают согласно технической эстетике и
санитарно-гигиеническим требованиям (они легко моются и долго-
вечны в эксплуатации). Для окон применяют безосколочные стекла
типа «Сталинит».
Пассажирский салон и кабина управления, наряду с форточ-
ками в окнах, обычно имеют принудительную (механическую)
приточную вентиляцию с подогревом воздуха в холодное время
года. Вентиляционно-отопительная система автоматически под-
держивает температуру воздуха в салоне вагонов в заданных пре-
делах. В пригородных электропоездах поддерживается темпера-
тура 11—15° С, в кабине управления 16—20° С, а в салоне вагонов
дизель-поездов 12—18° С. Электрические аппараты самоходных
вагонов изготовляют в соответствии с требованиями
ГОСТ 9219—75, а электрические тяговые машины —
ГОСТ 2582—72. Параметры тягового оборудования и энергети-
ческие показатели самоходных вагонов выбирают исходя из
требуемого расчетного режима движения. При этом учитывают
302
составность поезда, профиль пути, длину перегона, время про-
межуточных стоянок, населенность поезда и т. д.
Необходимая сила тяги на ободе колеса самоходного вагона
(поезда)
Л< = [Ю2(1 '-?) « + «](?,	(43)
где Q — расчетный вес вагона (поезда), тс; а — заданное ускоре-
ние разгона, м/с2; со — удельное сопротивление движению, кгс/тс;
1 + у — коэффициент инерции вращающихся частей, ориенти-
ровочно принимаемый равным для моторных вагонов 1,1, а для
прицепных 1,05.
При известном количестве двигателей т на самоходном вагоне
(поезде) требуемая сила тяги, развиваемая одним двигателем,
р _ FK __________ 2Л1д1’т]м
' т ~~ DK
(44)
где Л4Д — тяговый момент на валу двигателя, кгс-м; i — переда-
точное число редуктора; т]м — механический КПД передачи;
DK — диаметр колеса, м.
В общем случае необходимая мощность (кВт) тягового дви-
гателя
N	_F^v_	/45)
1 ‘кд .367	'
где v — скорость движения, км/ч.
Мощность и характеристики тяговых двигателей уточняют
с учетом ограничений силы тяги по сцеплению и требуемых оп-
тимальных технико-экономических показателей подвижного
состава применительно к заданным уловиям эксплуатации.
Удельное сопротивление (кгс/тс) самоходных вагонов при дви-
жении в режиме тяги определяют по эмпирическим формулам:
для электропоездов
w = l,l + 0,01ц 4- (о,00017 Д О,°7Г1>- ) ц2;
для дизель-поездов
<0= 1,1 + 0,01ц + (о,00234	0’006-- ) — ;
для вагонов метрополитена (в однопутном тоннеле)
ю = 1,1 + (0,09 4- 0,022/n)	;
для трамвайных вагонов
о = 5 + 0,005ц2,
где v — скорость движения (км/ч); т — число вагонов в поезде;
q — нагрузка от оси на рельс (тс); Q — расчетный вес (тс) вагона
(поезда).
303
При движении самоходного подвижного состава на выбеге
удельное сопротивление движению несколько увеличивается за
счет механических потерь в приводе (силовой трансмиссии).
Кузова современных самоходных вагонов должны быть цельно-
металлическими. Внутренние поверхности металлоконструкции
кузова должны иметь антикоррозионное и противошумное по-
крытие. В конструкции пола, стен и потолка вагонов предусмат-
ривается соответствующая термоизоляция. Ходовые части само-
ходных вагонов отличаются наличием устройств тягового привода
и вспомогательного оборудования. Поэтому вес ходовых частей
самоходных вагонов значительно больше, чем у вагонов локомо-
тивной тяги. При проектировании тележек, колесных пар и тяго-
вой передачи необходимо учитывать усилия, возникающие от
работы элементов привода, и обеспечивать необходимый запас
прочности.
Электрическое оборудование монтируют и подключают для
работы в соответствии с электрическими схемами вагонов, в ко-
торые входят схема силовых цепей моторных вагонов, схемы
высоковольтных и низковольтных вспомогательных цепей мотор-
ных и прицепных вагонов и схемы управления силовыми и вспо-
могательными цепями. В электрических цепях используют про-
вода соответствующих сечений и марок, уложенные в металли-
ческие трубы или желоба (провода высоковольтных и низковольт-
ных цепей располагают раздельно). Электрическое оборудование
соответствующим образом защищено от перенапряжений, перегру-
зок, коротких замыканий и имеет надежное заземление.
Вагоны электропоездов и дизель-поездов оборудованы механи-
ческим фрикционным тормозом с электропневматическим и пневма-
тическим управлением и ручным приводом. Вагоны электропоездов
новых типов, вагоны метрополитена и трамвая оборудуют также
электродинамическим реостатными или реостатно-рекуперативным
тормозом. Вагоны скоростного сообщения, а также вагоны трамвая
дополнительно оснащают электромагнитным рельсовым тормозом.
В нормальных условиях эксплуатации электродинамический
тормоз моторных вагонов работает параллельно с электропневмати-
ческим или пневматическим тормозом прицепных вагонов, а при
отказе электродинамического тормоза его автоматически замещают
электропневматические (пневматические) тормоза. Самоходные
вагоны имеют систему воздухообеспечения для питания сжатым
воздухом всех пневматических устройств тормозов, пневматиче-
ского привода открывания и закрывания наружных дверей ва-
гона, стеклоочислителей, песочниц, пневматических приводов
отдельных электроаппаратов и звуковых сигналов. Вагоны элек-
тропоездов и дизель-поездов оборудованы типовыми автосцепными
устройствами и переходными площадками. Головные вагоны со
стороны кабины управления имеют прожектор и сигнальные фо-
нари. Наружные поверхности вагонов окрашивают в соответствии
с требованиями ГОСТ 12549—67.
304
Вагоны метрополитена (ГОСТ 18226—72) моторные со всеми
ведущими осями; они приспособлены для работы по системе мно-
гих единиц. Вагоны изготовляют в двух вариантах исполнения:
с кабиной управления; без кабины, но с устройством для маневро-
вых передвижений. Для обеспечения быстрого входа и выхода
пассажиров вагоны имеют с каждой стороны по четыре двух-
створчатые раздвижные двери с шириной проема в свету не менее
1300 мм.
Тяговое электрическое оборудование вагонов метрополитена
проектируют для реализации предельной провозной способности,
которую допускает колесомоторный привод, с учетом ограничений
по комфортабельности и по условиям сцепления.
В общем случае время разгона со стоянки до скорости 60 км/ч
для вагонов метрополитена на перспективу должно составлять не
более 15 с. Вагоны метрополитена в перспективе будут оборудо-
ваны устройствами автоматического управления движением по-
ездов (автоуправлением) и автоматического регулирования ско-
рости (АРС).
Вагоны трамвая должны соответствовать требованиям
ГОСТ 8802—69. Эти вагоны длиной 15 м имеют кабину управле-
ния и две-три двери с одной (правой) стороны. По условиям впи-
сывания вагоны трамвая проходят криволинейные участки пути
радиусом до 20 м на эксплуатационных путях и радиусом 16 м —
иа путях трамвайных парков. Система управления новых трам-
ваев допускает эксплуатацию как одиночных вагонов, так и со-
ставов из двух или трех вагонов, управляемых по системе многих
единиц. Расчетная скорость сообщения одиночного вагона трам-
вая с номинальной нагрузкой от веса пассажиров на условном
перегоне длиной 350 м составляет не менее 25 км/ч.
Вагоны трамвая должны быть приспособлены для бескондук-
торного обслуживания пассажиров, иметь современный интерьер,
цифровую, световую и радиоинформацию для пассажиров. На-
ружную архитектурную форму и окраску вагонов выбирают с уче-
том гармоничного вписывания вагонов в окружающую среду и
архитектурное оформление современных городов.
§ 49. ВАГОНЫ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ
Общие сведения. На магистральных железных дорогах СССР
получили распространение две системы электрической тяги:
постоянного тока напряжением 3 кВ и однофазного переменного
тока напряжением 25 кВ при частоте 50 Гц. Соответственно си-
стемам тяги и подвижной состав электрических железных дорог
подразделяют на электропоезда постоянного тока (ЭР1, ЭР2,
ЭР22, ЭР200) и переменного тока (ЭР9П, ЭР25).
Электропоезда формируют из моторных вагонов (М), обору-
дованных тяговыми электродвигателями, и прицепных вагонов
(П), не имеющих тягового привода. Сцеп из моторного и одного
или двух прицепных вагонов, способный к автономной эксплуа-
305
тации, называют секцией. Поезда в зависимости от назначения
и условий эксплуатации составляют из различного количества
вагонов. По концам поезда устанавливают головные вагоны —
прицепные (Пг) или моторные (Мг) — с кабинами управления.
Соотношение моторных и прицепных вагонов в поезде опреде-
ляет удельную мощность и сцепной вес, которые позволяют реали-
зовать ту или иную силу тяги и ускорение поезда в период пуска.
Исследованиями и опытом эксплуатации установлено, что уско-
рение разгона, реализуемое при пуске, для двухвагонных секций
(М + П) составляет 0,55—0,8 м/с2, трехвагонных (П + М + П)
равно 0,35—0,45 м/с2, а для поездов, состоящих только из мотор-
ных вагонов, 1,0—1,3 м/с2. Реализация повышенных ускорений
особенно важна в пригородном сообщении, где расстояния ме-
жду остановочными пунктами невелики, а скорость сообщения
должна быть высокой. Поэтому строившиеся ранее мотор-вагонные
секции (П тр М + П) типа Q были заменены более совершенными
десятивагонными электропоездами ЭР1 (1957 г.), а затем ЭР2
(1962 г.) и ЭР9П (1964 г.), имеющими схему М + П (Пг).
Для пригородных линий с особо интенсивными пассажиропо-
токами создан электропоезд постоянного тока ЭР22 с вагонами
длиной 24,5 м, имеющими по три двери с каждой стороны вагона
(взамен вагонов ЭР2 и ЭР1 длиной 19,6 м с двумя дверями).
Электропоезд ЭР22 формируют из восьми вагонов по схеме (Мг +
+ П + П + Мг) + (Мг + П + П + Мг). Допускается также
эксплуатация этих поездов в составе из четырех и двенадцати
вагонов. Последующие модификации этого электропоезда (ЭР22М
и ЭР22В) отличаются от электропоезда ЭР22 установкой более
совершенного тягового электрооборудования, часть которого пе-
ренесена с моторного вагона на прицепной, и тяговых двигателей
с низко лежащей характеристикой и достаточной коммутацион-
ной устойчивостью. Кроме того, эти поезда отличаются от ЭР22
внешним видом, планировкой передней части головного вагона,
а также наличием на вагонах ЭР22М комбинированного выхода —
на высокие и низкие платформы.
В связи с организацией на направлении Москва—Ленинград
высокоскоростного движения РВЗ был построен опытный обра-
зец электропоезда ЭР200 междугороднего сообщения с конструк-
ционной скоростью 200 км/ч. Электропоезд ЭР200 имеет 12 мотор-
ных и два головных — прицепных вагона. Вагоны поезда облег-
ченной конструкции с кузовами из алюминиевых сплавов обору-
дованы тележками новой конструкции с пневматическим рессор-
ным подвешиванием, дисковым и электромагнитным рельсовым
тормозами.
По техническим требованиям и габаритам железных дорог
НРБ строят электропоезда ЭР25 для пригородного и междугород-
него сообщения на железнодорожных линиях с шириной колеи
1435 мм. Электропоезд ЭР25 разработан с использованием хорошо
зарекомендовавших себя в эксплуатации элементов конструкции
306
Рис. 129. Электропоезд ЭР2
и оборудования электропоезда ЭР9П и состоит из двух моторных—
головных и двух прицепных вагонов увеличенной длины (25 м).
В последние годы на Прибалтийской ж. д. партия электро-
поездов ЭР2 переоборудована для безреостатного тирпсторпо-
импульсного регулирования тяговых двигателей в режиме пуска
по электрической схеме, предложенной специалистами Рижского
филиала ВНИИВ. Эти поезда получили условное обозначение
ЭР2И. Их испытания показали, что применение безреостатного
пуска экономит 8—11% электроэнергии, расходуемой на пуск,
или 2—3% электроэнергии, расходуемой на расчетном трехкило-
метровом перегоне. С учетом опыта эксплуатации поездов ЭР2И
готовятся к промышленному производству новые электропоезда
ЭР12 с импульсным безреостатным пуском и ЭРЗО с системой ти-
ристорно-импульсного регулирования процессов пуска и электри-
ческого торможения.
На отдельных примыкающих к электрифицированным линиям
участках Прибалтийской ж. д. с небольшими пассажиропотоками
эксплуатируются опытные контактно-аккумуляторные электро-
поезда, пока не получившие заметного распространения.
Электропоезд ЭР2. Общий вид электропоезда (модель 62-61)
показан на рис. 129. Поезд состоит из пяти моторных, двух го-
ловных и трех прицепных вагонов. Головные вагоны имеют уни-
фицированную переднюю часть современной формы, на лобовой
стене которой в нижней зоне расположены головка автосцепки, пу-
теочиститель и фары, а в верхней — прожектор и сигнальные
фонари. Конструкция вагонов допускает выход пассажиров на
высокие и низкие платформы, а также их переход из вагона в ва-
гой вдоль всего поезда.
307
3h3Q
a)	6)
Рис. 130. Поперечные сечения кузова вагонов электропоезда ЭР2:
а — сечение но оконному проему в средней части кузова; б — сеченне по
дверному проему в консольной части кузова; / — боковая продольная
балка; 2 — подоконный лист; 3 — усиливающий гофр; 4 — накладной
гофр; 5 — стойка; 6 — межоконный лист; 7 — надоконный лист; 8 —
карниз крыши; 9 — дуга крыши; 10 — обшивка крыши; 11 — верхняя об-
вязка; 12 — усиливающий профиль; 13 — стойка двери; 14 — армнровка
входных ступенек; 15 — шкворневая балка; 16 — хребтовая балка кон-
соли рамы; 17 — лист пола; 18 — поперечная балка
Кузова вагонов. Кузова металлические сварные несущей кон-
струкции из углеродистой стали. Широко использованы штампо-
ванные и гнутые профили. Рама кузова состоит из боковых, по-
перечных, шкворневых и буферных балок. По центру консольной
части рамы, соединяющей буферный брус со шкворневой балкой,
расположена хребтовая балка переменного сечения. Рама покрыта
гофрированным листом толщиной 1,8 мм, образующим металли-
ческий пол вагона, который одновременно является несущим эле-
ментом конструкции. В полу предусмотрены специальные
люки для осмотра тяговых двигателей и желоба, в которые укла-
дывают монтажные провода силовых цепей и цепей управления.
Боковые и торцовые стены кузова представляют собой каркас,
308
обшитый стальным гофрированным листом толщиной 2,5 и 2 мм.
Крыша состоит из штампованных дуг Z-образного сечения и
гофрированных листов обшивки толщиной 1,5 мм. Поперечные
сечения кузова вагонов электропоезда ЭР2 приведены
на рис. 130.
Каждый вагон имеет с обеих сторон по две двухстворчатые
входные двери, ширина проемов которых 1180 мм. Створки дверей
изготовлены из алюминиевых сплавов. Двери открываются п за-
крываются автоматически из кабины управления. Для этого
над каждой дверью расположено по два пневматических цилиндра.
В головном вагоне предусмотрены также створчатые двери для
входа в служебный тамбур.
Внутреннее оборудование. Боковые стены, пол и потолок ва-
гонов имеют деревянную обрешетку, пакеты теплоизоляции и
обшивку. В качестве тепло- и звукоизоляционного материала при-
менены противошумная паста и мипора в пакетах или пенопласт
ПСБ-С. Внутри вагона стены обшиты слоистым пластиком, на-
клеенным на древесноволокнистую плиту. Пол выполнен из
столярных плит и покрыт линолеумом. Потолок вагона обшит
окрашенными твердыми древесноволокнистыми плитами. На
рис. 131 показана планировка вагонов электропоезда ЭР2. Ва-
гоны имеют общий салон 1 для пассажиров и два тамбура 2,
а головной вагон — дополнительно служебный тамбур 3, кабину
управления 4 и туалет 5. Планировка прицепного вагона отлича-
ется от моторного лишь наличием туалета.
В салонах установлены полумягкие или жесткие двусторонние
диваны со спинками, рассчитанные на шесть пассажиров. В окон-
ных простенках укреплены вешалки для одежды, над окнами име-
Рис. 131. Планировка вагонов электропоезда ЭР2:
а — головной вагон; б — моторный вагон
209
Ются багажные полки. По центру потолка вдоль пассажирского
салона расположен вентиляционный канал, а слева и справа от
канала над диванами — светильники искусственного освещения
салона. Пассажирский салон отделен от тамбуров перегородками,
в которых установлены раздвижные двухстворчатые двери. Для
безопасного перехода из вагона в вагон в торцовых стенах преду-
смотрена поворотная дверь, а между вагонами — переходные
площадки.
Окна. В пассажирских салонах окна двойные со съемной внут-
ренней рамой. Верхняя часть летней рамы подъемная.
Кабина управления. Кабина оборудована мягкими поворот-
ными креслами с регулируемыми спинками для машиниста и его
помощника. На задней стене дополнительно укреплено откидное
полумягкое сиденье. Широкие лобовые окна снабжены пневма-
тическими стеклоочистителями и противосолнечными щитками.
Для окон применены безосколочные стекла. Имеется пленочный
электрообогрев стекол. Боковые окна задвижные. Пульт маши-
ниста оборудован всеми необходимыми аппаратами управления
и сигнализации. Есть радиовещательная установка для передачи
информации пассажирам. Для радиотелефонной связи поездной
бригады с диспетчером и бригадами других поездов предусмотрена
радиостанция ЖРЗМ, антенна которой расположена на крыше.
Вентиляция и отопление. Салон вагонов имеет два вентиля-
ционных агрегата, установленных в чердачных помещениях
тамбуров, калориферы и электропечи, расположенные в салоне
под диванами. Наружный воздух через жалюзи и фильтры
засасывается вентиляторами в чердачное помещение и нагнета-
ется в потолочный распределительный канал пассажирского
салона. Через отверстия в канале воздух равномерно поступает
по всей длине салона, а из него выходит в тамбуры через вентиля-
ционные решетки в нижних частях створок дверей, откуда через
дефлекторы и решетки во входных дверях выбрасывается наружу.
Система вентиляции имеет три режима: летний и два зимних.
При летнем режиме заслонки вентиляторов открыты, а рецирку-
ляционные люки закрыты, а при зимних — наоборот. При летнем
режиме в вагон поступает только наружный воздух, а при зим-
них — частично (примерно 40—50%) рециркуляционный. Про-
изводительность вентиляционной системы при летнем режиме
6000 м3/ч, при первом зимнем 2500 м3/ч и при втором зимнем
1500 м3/ч. Для подогрева вентиляционного воздуха в зимний и
переходный периоды года в начале вентиляционного канала уста-
новлены электрокалориферы. Электропечи отопления соединены
в четыре параллельные группы по пять печей последовательно.
Общая мощность печей 12,8 кВт. Вентиляционно-отопительная
система в холодное время года обеспечивает температуру в пасса-
жирском салоне 11 —15°С.
Вентиляция кабины управления приточная, принудительная;
отопление воздушное с подогревом воздуха электрокалорифером.
ЗЮ
В кабине установлены терморегуляторы, которые автоматически
поддерживают температуру воздуха внутри кабины равной 16—
20° С.
Освещение. Лампы накаливания получают питание от сети
постоянного тока напряжением 50 В. Светильники в салоне ваго-
нов расположены на потолке в два ряда по центру диванов и обес-
печивают для сидящих пассажиров освещенность, равную 90—
100 лк на расстоянии 0,8 м от пола. Кроме основного освещения,
предусмотрено дежурное освещение салона, тамбуров, ходовых
частей и внутренних помещений камер и шкафов с электрообо-
рудованием.
Электрическое оборудование. Электропоезд имеет тяговые
электродвигатели, вспомогательные машины, коммутациейно-ре-
гулирующие и управляющие электрические аппараты и кон-
трольно-измерительные приборы. На тележках каждого мотор-
ного вагона установлено по четыре тяговых электродвигателя,
соединенных в две параллельные группы по два двигателя после-
довательно. Система подвески двигателя — опорно-рамная. При-
водом к оси колесной пары служит эластичная муфта и одноступен-
чатый редуктор с передаточным отношением 3,17. Электродвига-
тель к раме тележки прикреплен консольно за два выступа ста-
нины болтами и специальными клиньями. Электродвигатели по-
лучают питание от контактного провода через токоприемник
ТЛ-13У, оборудованный полозом с угольными вставками, или
ТЛ-14М с медными накладками.
Тяговый электродвигатель УРТ-110Б представляет собой
четырехполюсную электрическую машину постоянного тока
с последовательным возбуждением, самовентилируемую. Номи-
нальное напряжение на коллекторе 1500 В, мощность часового
режима при нормальном поле (50%) составляет 200 кВт, а при
усиленном поле (100%) равна 180 кВт. Скорость вращения якоря
при часовом режиме и нормальном поле 1145 об/мин, а при уси-
ленном поле 850 об/мин. Максимальная скорость вращения якоря
2080 об/мин. Ток часового режима при нормальном поле равен
146 А, при усиленном поле 132 А. Масса двигателя 2150 кг.
Пуск тяговых электродвигателей — реостатный. Скорость регу-
лируют переключением двигателей с последовательного соедине-
ния на параллельное и двухступенчатым (на каждом соединении)
ослаблением поля обмоток возбуждения двигателя при помощи
активного и индуктивного сопротивлений. Основными аппаратами
автоматического переключения силовых цепей (рис. 132) и
изменения режимов работы тяговых двигателей являются кон-
троллер силовой пневматический КСП-1А-1 и индивидуальные
(линейные) контакторы ПК-350В-1 (на схеме 44) и ПК-306Т-1
(на схеме ЛК.1-2, П1, П2, Ш1, Ш2). Контроллер имеет 18 пози-
ций: восемь реостатных и три безреостатных последовательного
соединения; четыре реостатных и три безреостатных параллель-
ного соединения с различным возбуждением тяговых двигателей.
311
Пусковая диаграмма моторного вагона, т. е. зависимость тока
тяговых двигателей от скорости движения поезда на различных
позициях контроллера, приведена на рис. 133. На диаграмме вы-
делены кривые автоматического пуска с нормальным и понижен-
ным ускорением, а также автоматические характеристики манев-
ровой М и четырех ходовых ступеней регулирования скорости.
Для изменения направления движения поезда применяют ревер-
сивный переключатель ПР-320А.
Управление тяговыми двигателями — групповое, косвенное по
системе многих единиц; его осуществляют из кабины управления
головного вагона. Для дистанционного автоматического управ-
ления поездом применен контроллер машиниста КМР-2А-3,
имеющий главный и реверсивный кулачковые валы и соответ-
ственно рукоятки. Контроллер оборудован устройством безопас-
ности, которое автоматически включает пневматический тормоз,
если машинист снимает руку с главной рукоятки.
Источниками электроэнергии низкого напряжения (50 В)
служат делитель напряжения ДК-604В и аккумуляторная бата-
рея, установленные на каждом головном и прицепном вагонах.
Электроэнергию низкого напряжения используют для питания
цепей управления и сигнализации, освещения, обогрева стекол
кабины управления, а также питания двигателей вентиляторов,
вспомогательного компрессора и для других целей.
Общую защиту силовых цепей от коротких замыканий и пере-
грузок выполняет быстродействующий выключатель БВП-105А-1.
Для переключения силовой цепи используют главный разъедини-
тель ГР-1Б, соединяющий силовую цепь с токоприемником или
заземляющий ее. Вспомогательные высоковольтные и низковольт-
312
ные цепи и аппараты защищены автоматическими выключателями,
плавкими и быстродействующими предохранителями, а также раз-
личного рода ограничительными реле. Для защиты от атмосферных
перенапряжений установлен разрядник РМВУ-3,3, а от радио-
помех — фильтры.
Тормозное оборудование и тележки. Вагоны поезда оборудованы
колодочным тормозом с пневматическим и электропневматический
управлением и ручным приводом. Для питания сжатым воздухом
тормоза и пневматических приборов на каждом головном и при-
цепном вагонах установлен электровоздушный компрессор ЭК7Б
производительностью0,62 м3/мин при частоте вращения 560 об/мин.
Засасываемый компрессором воздух очищается в фильтре, а нагне-
таемый — в маслоотделителе. Компрессор нагнетает в главные
резервуары воздух до давления 8 кгс/см2, после чего автоматически
останавливается и вновь возобновляет работу при снижении давле-
ния в главных резервуарах до 6,5 кгс/см2. Электропневматическое
и пневматическое управление тормозом осуществляет краном маши-
нист из кабины управления. На головных и прицепных вагонах
применена типовая расположенная под вагонами тормозная ры-
чажная передача; на моторных вагонах тормозная рычажная пере-
дача расположена на раме тележки.
Тележка моторного вагона — двухосная безчелюстная с двой-
Рис. 133. Пусковая диаграмма:
1 — 18 — номера позиций; I —IV — положения рукоятки контроллера маши-
ниста (ослабление поля дано в % номинального поля)
313
вагона — двухосная бесчелюстная (КВЗ-ЦНИИ). Передняя те-
лежка головного вагона дополнительно оборудована приборами
локомотивной сигнализации и приводом регистрирующего скоро-
стемера.
Сцепные устройства. Вагоны электропоезда оборудованы авто-
матической сцепкой СА-3 с поглощающим аппаратом Р-2П. Высо-
ковольтные и низковольтные цепи между вагонами соединены спе-
циальными междувагонными соединениями. Тормозная и напорная
пневматические магистрали соединены типовыми соединительными
рукавами.
Электропоезда ЭР22М и ЭР22В. Электропоезда постоянного
тока ЭР22М (модель 62-219) и ЭР22В (модель 62-274) предназна-
чены для пригородных перевозок пассажиров в зонах с особо ин-
тенсивными пассажиропотоками. Оба поезда максимально унифи-
цированы и имеют в своем составе по две четырехвагонные секции,
каждая из которых состоит из двух моторных вагонов с кабинами
управления (Мг) и двух прицепных (П). Вагоны электропоезда
ЭР22М допускают выход пассажиров на высокие и низкие плат-
формы, а электропоезда ЭР22В — только на высокие платформы.
Электропоезд ЭР22В отличается от ЭР22М улучшенной формой
лобовой части головного вагона, конструкцией тележек и некото-
рыми другими усовершенствованиями.
Кузов и внутреннее оборудование. Кузова вагонов (длиной
24,5 м) — цельнометаллические сварные несущей конструкции
выполнены из углеродистой стали. Рама кузова не имеет хребтовой
балки. Стены, потолок и пол имеют тепло- и звукоизоляцию. Вну-
три вагона стены обшиты древесноволокнистой плитой и облицо-
ваны слоистым пластиком. В каждой боковой стене вагона преду-
смотрено по три входных задвижных двери, а в концевых стенах —
двери для перехода из вагона в вагон вдоль поезда. Конструкция
дверей, привод для их открывания и закрывания и система управ-
ления дверями такие же, как у вагонов электропоезда ЭР2. На
рис. 134 показаны планировки моторного и прицепного вагонов.
В их салонах полумягкие шестиместные двусторонние диваны
установлены вдоль стен в 2 ряда с центральным проходом. Над
окнами по длине салона подвешены багажные полки. Окна пасса-
жирских салонов имеют двойные стекла и оконные рамы из алю-
миниевых сплавов и оборудованы специальными подъемными меха-
низмами, позволяющими поднимать их верхние части (форточки)
в любое положение. Пассажирские салоны отделены от тамбуров
перегородками, в которых установлены двухстворчатые раздвиж-
ные двери. Перегородки среднего тамбура в верхней части застек-
лены.
Кабина управления имеет пульт управления и мягкие поворот-
ные кресла для машиниста и его помощника. В кабине располо-
жены контроллер, кран машиниста, регистрирующий скоростемер,
аппарат внутренней телефонной связи, радиотрансляционная уста-
новка и радиостанция ЖР-ЗМ. Лобовые окна кабины, имеющие
314
/Ж
315
прямые безосколочные стекла с пленочным электрообогревом, обо-
рудованы стеклоочистителями. Боковые окна кабины — задвиж-
ные.
Вентиляционная система — принудительная, непрерывного
действия, с подогревом (в зимнее время) подаваемого в салон воз-
духа. В каждом конце вагона в чердачном помещении над тамбу-
ром расположена вентиляционная установка. Воздух в пассажир-
ские салоны поступает по каналу в потолке вдоль всего салона
через отверстия в нижней части канала. В обоих концах вагона
в начале канала установлены электрокалориферы мощностью
12,4 кВт каждый. Предусмотрено три режима работы вентиляцион-
ной системы: летний, переходный и зимний. При летнем режиме
работают оба вентилятора каждой вентиляционной установки,
обеспечивая подачу в пассажирские салоны вагона не менее
9000 м3/ч свежего воздуха. При переходном режиме в каждом
конце вагона работает один вентилятор, подавая в салоны около
6000 м3/ч воздуха. При температуре воздуха ниже 8° С включается
калорифер. При зимнем режиме работают только вентиляторы,
имеющие на всасывающем патрубке заслонки. Подача свежего
воздуха в вагон составляет 1500—2200 м3/ч. Воздух подогре-
вается электрокалориферами до 12° С. Отапливаются вагоны элек-
тропечами ПЭТ-1УЗ.
Вентиляция кабины управления принудительная; воздуха зи-
мой поступает 60 м3/ч,а летом 200 м3/ч. Отопление воздушное, кало-
риферное. Освещение вагонов лампами накаливания (~220 В).
Электрическое оборудование. Каждый моторный вагон имеет
тяговый привод от четырех электродвигателей, соединенных
последовательно и получающих питание от контактного провода
через установленный на крыше токоприемник. Подвеска двигате-
лей опорно-рамная; приводом к оси колесной пары служит одно-
ступенчатый редуктор и упругая муфта. Тяговый электродвига-
тель 1ДТ.003 — четырехполюсный, самовентилируемый с последо-
вательным возбуждением и петлевой обмоткой якоря. Двигатель
допускает глубокое ослабление поля, что позволяет обеспечить
эффективное рекуперативное торможение при скоростях 130—
52 км/ч. Основные технические характеристики двигателя 1ДТ.003
следующие: напряжение на коллекторе 750 В; мощность при часо-
вом режиме (ослабление поля 23%) 240 кВт, при длительном (ослаб-
ление поля 50%) 180 кВт; частота вращения якоря при часовом
режиме 880 об/мин, при длительном 1225 об/мин; масса двигателя
2250 кг.
Электрическая схема силовых цепей моторного вагона приве-
дена на рис. 135. Пускотормозные сопротивления ПТС переклю-
чаются при помощи силового контроллера РК; дальнейшее регу-
лирование скорости достигается ступенчатым ослаблением поля
возбуждения электродвигателей. Контроллер силовой КС.009
имеет 18 позиций: 1—14 — ступени реостатного пуска; 15—18 —
ступени шунтирования поля. Контроллер оборудован силовыми и
316
блокировочными контакторами. Тяговыми двигателями управ-
ляют при помощи контроллера машиниста 1 КУ-019, главная ру-
коятка которого имеет 11 фиксированных позиций. Кнопка глав-
ной рукоятки оборудована механизмом электрической блокировки
безопасности.
Силовые цепи и цепи управления переключают с тягового ре-
жима на тормозной и обратно реверсивно-тормозными переключа-
телями, которые служат также для реверсирования тяговых дви-
гателей. Электрическая схема допускает автоматический пуск
с нормальным или пониженным ускорением. Электронный ком-
плекс реле ускорения, буксования, напряжения и др. стабильно
поддерживает заданные токи уставки. Система плавного сброса
тяги и электрического торможения (антивспышка) обеспечивает
надежную работу коллекторов тяговых двигателей и силовых
контакторов. Предусмотрена также защита тяговых двигателей
от перегрузок и коротких замыканий.
Питание цепей вспомогательного оборудования осуществлено
трехфазным переменным током напряжением 220 В, частотой 50 Гц),
цепей управления — напряжением ПО В, цепей электропневма-
тического тормоза и автоматической локомотивной сигнализации
(АЛСН) — постоянным током напряжением 50 В. Для этого уста-
новлены двухмашинный преобразователь ПЭ-5Д и аккумуляторная
батарея.
Тормозное оборудование и тележки. Электропоезд оборудован
системой электрического рекуперативно-реостатного торможения,
а также колодочным тормозом с электропневматический или пнев-
317
Рис. 136. Электропоезд ЭР200
матическим управлением и ручным приводом. Принципиальная
пневматическая схема тормозного и вспомогательного оборудова-
ния аналогична схеме вагонов ЭР2. Для питания сжатым воздухом
тормозных приборов применены электровоздушный компрессор
ЭК7В с асинхронным двигателем 548А. У моторного и прицепного
вагонов тормозные цилиндры и тормозная рычажная передача
расположены на тележках.
Кузова опираются на двухосные безчелюстные с двойным рес-
сорным подвешиванием тележки через боковые скользуны, рас-
положенные на надрессорном брусе.
Электропоезд ЭР200. Электропоезд постоянного тока ЭР200
(модель 62-110) предназначен для скоростных перевозок пассажи-
ров на железнодорожных магистралях, подготовленных для регу-
лярной эксплуатации поездов со скоростями движения до 200 км/ч.
Электропоезд (рис. 136) состоит из 12 промежуточных моторных и
двух головных (прицепных) вагонов. Моторные вагоны отличаются
установленным на них электрооборудованием; их делят на вагоны
с токоприемником (Мт) и без него (М). Вагоны с каждой стороны
имеют по две поворотные входные двери, которые блокируются
в закрытом положении машинистом из кабины управления. Выход
из вагонов возможен только на высокие платформы.
Кузов и внутреннее оборудование. Кузова вагонов — цельно-
металлические сварные несущей конструкции выполнены из алю-
миниевых сплавов. Для уменьшения давления на стекла боковых
окон при встрече поездов, рационального использования про-
странства внутри вагона и снижения веса тары вагонов боковые
стены кузова наклонены внутрь. Кабина управления головного
вагона несколько сдвинута назад для придания лобовой части необ-
ходимой формы и обеспечения большей безопасности локомотив-
318
ной бригады. На всех вагонах предусмотрены фальшборты, закры-
вающие расположенное под вагонами оборудование; промежутки
между вагонами перекрыты специальным шатром.
 Вагоны имеют общий салон 1 (рис. 137) для пассажиров и по
два тамбура 2. В салонах в 2 ряда установлены двухместные мяг-
кие поворотные кресла. Широкие (1200 мм) окна салонов обеспе-
чивают хороший обзор. Над окнами по длине салона подвешены
багажные полки. В каждом головном вагоне предусмотрен бар-бу-
фет 7, который имеет 14 мест. Люминесцентное освещение пасса-
жирских салонов в виде двух непрерывных световых полос
обеспечивает освещенность 200—250 лк на расстоянии 0,8 м
от пола.
Установка кондиционирования воздуха в каждом вагоне обес-
печивает холодопроизводительность 25 000 ккал/ч и может под-
держивать внутри вагона температуру 22—24° С при температуре
наружного воздуха до 32° С. В каждом вагоне предусмотрено два
туалетных помещения 3, оборудованных системой сбора отходов
в специальные баки, расположенные под вагонами. Кроме того,
каждый вагон имеет помещения 4 — для проводника и 6 — для
размещения электрического оборудования. Головной вагой имеет
кабину управления 5.
Вагоны поезда радиофицированы, а в пассажирских салонах
установлены электронные табло, показывающие время и скорость
движения поезда. Имеется телефонная связь со всеми вагонами,
а также радиотелефонная связь машиниста с диспетчером.
Электрическое и тормозное оборудование. Каждые два мотор-
ных вагона образуют секцию с общим комплектом пускорегулиру-
ющей аппаратуры. Тяговые двигатели обоих вагонов междува-
гонными соединениями включены в общую силовую цепь с пита-
нием от одного токоприемника. Это позволило уменьшить габа-
ритные размеры и вес электрооборудования и обеспечить воз-
можность работы данного вагона при повреждении оборудования
в соседнем (в таком случае соответствующие переключения выпол-
няются автоматически). Все моторные вагоны имеют по четыре тя-
говых двигателя с приводом на каждую ось. Мощность тягового
двигателя 215 кВт, подвеска независимая опорно-рамная. Тяговые
двигатели 1 ДТ.001 имеют высокую перегрузочную способность
как в тяговом, так и в тормозном режимах.
На электропоезде применена система регулирования процес-
сов пуска и электрического торможения при помощи тиристорного
регулятора. Тормозные сопротивления имеют принудительное воз-
душное охлаждение. Силовая высоковольтная аппаратура распо-
ложена под вагоном в специальных металлических камерах со
съемными крышками, а на крыше размещены только токоприем-
ники и фильтры. В поезде из 14 вагонов установлено шесть токо-
приемников, соединенных параллельно и рассчитанных так, чтобы
общий пусковой ток, равный 4500—5000 А, можно было снимать
тремя токоприемниками.
319
OZbL	00£9
Рис. 137. Планировка вагонов электропоезда ЭР200:
а — головного; б — моторного
320
1
Система «Автомашинист», получающая информацию о скорости
поезда и пройденном пути от осевого датчика головного вагона,
обеспечивает поддержание заданной скорости с погрешностью
±5 км/ч, автоматическое включение тяговых двигателей при необ-
ходимости перехода на более высокую скорость движения и вклю-
чение тормозных устройств при приближении к участку с ограни-
чением скорости. Систему автоматического управления машинист
включает нажатием специальной кнопки.
Электропоезд имеет три совместно действующих тормоза: элек-
тродинамический (реостатный); дисковый электропневматический;
электромагнитный рельсовый. При регулировочных торможениях
для снижения скорости используют электрический реостатный
тормоз. Все оси электропоезда, кроме первой оси передней тележки
головного вагона, оборудованы дисковыми тормозами и устрой-
ством для очистки круга катания колес с целью увеличения их
сцепления с рельсами. Дисковый тормоз предназначен для слу-
жебного торможения совместно с электрическим реостатным. Оба
тормоза обеспечивают тормозной путь не более 2100 м при началь-
ной скорости торможения 200 км/ч. Электромагнитный рельсовый
тормоз включают в действие только при экстренном торможении
электропоезда с высоких скоростей движения в сочетании с диско-
выми и реостатными тормозами. Тормозной путь при этом сни-
жается до 1600 м. Электромагнитный рельсовый тормоз срабаты-
вает также при срыве стоп-крана в любом вагоне поезда и при вклю-
чении автостопа.
Электропоезд оборудован системой автоматической локомотив-
ной сигнализации, электронным скоростемером и высокочувстви-
тельными быстродействующими электронными противогазными
устройствами.
Тележки. Двухосные бесчелюстные тележки имеют двухсту-
пенчатое рессорное подвешивание. На моторной тележке установ-
лено два тяговых двигателя. Подвеска двигателей опорно-рамная.
Крутящий момент от двигателя к оси колесной пары передается
через редуктор и эластичную резинокордную муфту. Передаточ-
ное отношение редуктора 2,35. Для обнаружения греющихся под-
шипников буксы оборудованы устройствами автоматического ди-
станционного контроля их температуры.
Электропоезд ЭР9П. Электропоезд переменного тока ЭР9П
(модель 62-101) состоит из пяти моторных, трех прицепных и двух
головных вагонов. Конструкция вагонов допускает выход пассажи-
ров на высокие и низкие платформы и переход из вагона в вагон
вдоль всего поезда.
Механическое оборудование. Кузова вагонов — цельнометал-
лические сварные несущей конструкции. Основные элементы кон-
струкции кузовов унифицированы с элементами кузовов вагонов
электропоезда ЭР2. Различаются лишь элементы, предназначенные
для размещения и установки специфического для электропоезда
переменного тока электрического оборудования. Так, в раме мо-
Хв/11 Л. Д. Кузьмич	321
торного вагона установлены более мощные поперечные балки для
подвески тягового трансформатора, выпрямительной установки и
сглаживающего реактора. На крыше вагона и на торцовой стене
предусмотрены места для крепления воздушного выключателя,
высоковольтного ввода и т. п. Внутреннее оборудование и плани-
ровка вагонов в основном такие же, как у вагонов электропоезда
ЭР2.
Вентиляционная система вагонов состоит из двух вентиля-
ционных агрегатов, установленных в чердачном помещении над
тамбуром в одном конце вагона. В каждый вентиляционный агре-
гат входит центробежный вентилятор и асинхронный электродви-
гатель. Для забора наружного воздуха на крыше с наружной сто-
роны имеются жалюзи, а с внутренней установлены фильтры для
очистки засасываемого воздуха. В пассажирский салон воздух
поступает с одного конца вагона вдоль всего салона по каналу
в потолке через отверстия в нижней части канала. В начале канала
установлен электрокалорифер для подогрева подаваемого наруж-
ного воздуха в зимнее время. Предусмотрено три режима работы
вентиляционной системы: летний, при температуре наружного
воздуха выше 18° С; первый зимний — при 18н—20° С и второй
зимний — при температуре ниже —20° С. Переключение вентиля-
ционных агрегатов на работу в летнем или в первом зимнем режиме
происходит автоматически в зависимости от температуры воздуха
в пассажирском салоне. Второй зимний режим включают вручную
из кабины управления. Вентиляционно-отопительная система ка-
бины управления и отопление пассажирских салонов такие же,
как у вагонов электропоезда ЭР2.
Электрическое оборудование. На каждом моторном вагоне уста-
новлено по четыре тяговых электродвигателя постоянного тока,
соединенных в две параллельные группы по два двигателя последо-
вательно. Двигатели получают питание от контактной сети через
токоприемник Л-13У01 (или Л-14М01) и преобразовательный агре-
гат, состоящий из силового трансформатора, выпрямительной уста-
новки и сглаживающего реактора.
Токоприемник, расположенный на крыше моторного вагона,
соединен с первичной (сетевой) обмоткой силового трансформатора,
установленного под кузовом вагона, высоковольтным кабельным
вводом. Этот ввод состоит из двух концевых муфт, одножильного
высоковольтного кабеля и защитного трансформатора тока.
Силовой трансформатор ОЦР-1000/25 однофазный масляный.
Он служит для понижения напряжения контактной сети (25 кВ)
до величины, необходимой по условиям работы тяговых двигателей
и вспомогательных устройств, и предназначен для открытой уста-
новки под кузовом вагона. Сетевая (номинальная) мощность транс-
форматора 965 кВ • А, масса —3100 кг. Трансформатор имеет четыре
обмотки: одну сетевую (первичную), выполненную на номинальное
напряжение 25 кВ при частоте 50 Гц, и три вторичных (тяговую,
отопительную и вспомогательную) для питания соответственно
322
выпрямительной установки, цепей электрического отопления и
вспомогательного оборудования). Охлаждается трансформатор
принудительной циркуляцией масла через охладитель, выполнен-
ный в виде радиатора и обдуваемый воздухом.
Выпрямительная установка УВП-3 предназначена для преобра-
зования переменного тока промышленной частоты (50 Гц) в по-
стоянный (пульсирующий) для питания тяговых двигателей мотор-
ного вагона. Выпрямительная установка комплектуется лавин-
ными вентилями с охладителями из алюминиевого сплава. Элек-
трическая схема выпрямительной установки представляет собой
однофазный выпрямительный мост с расщепленными концами двух
плеч. Выпрямительная установка смонтирована в пыленепрони-
цаемой камере, которая для доступа в нее имеет две съемные
крышки. Охлаждение выпрямительной установки принудительное
воздушное. Оно совмещено с охлаждением сглаживающего реак-
тора и масла силового трансформатора. Номинальная мощность
установки 990 кВт, масса 400 кг. Защиту выпрямительной уста-
новки от токов короткого замыкания и перегрузок, а также от
кругового огня, возникающего на коллекторе тяговых двигателей,
обеспечивает специальная аппаратура.
Сглаживающий реактор СР-800 представляет собой катушку
индуктивности и предназначен для уменьшения пульсаций вы-
прямленного тока, поступающего от выпрямительной установки
к тяговым электродвигателям. Реактор рассчитан на длительный
ток, равный 400 А; переменная составляющая тока равна 85 А.
Масса реактора 966 кг.
Тяговый двигатель РТ-51Д четырехполюсный самовентилируе-
мый. Он имеет последовательное возбуждение и рассчитан на ра-
боту от выпрямительной установки при двухполупериодном вы-
прямлении и коэффициенте пульсации тока, равном 35%. По кон-
струкции тяговый двигатель РТ-51Д аналогичен двигателю
УРТ-ПОБ и отличается лишь тем, что его дополнительные и глав-
ные полюса одинаковые. Изоляция двигателя РТ-51Д выполнена
на рабочее напряжение 2,2 кВ. Поэтому при одинаковой мощности
его масса и габаритные размеры меньше, чем тягового двигателя
УРТ-ПОБ, изоляция которого рассчитана на 3,3 кВ. Мощность
часового режима двигателя РТ-51Д при нормальном поле равна
200 кВт, а при усиленном 180 кВт. Масса двигателя 2000 кг.
Частоту вращения якоря тягового двигателя регулируют, из-
меняя величину подводимого напряжения последовательным под-
ключением секций вторичной (тяговой) обмотки силового трансфор-
матора. Для этого обмотка силового трансформатора разделена на
восемь секций, соединенных последовательно, и имеет девять вы-
водов (0—8, рис. 138). Средняя точка вторичной обмотки (вывод О)
заземлена через реле заземления РЗ и соответствующее сопротив-
ление (0-Р17). Всего предусмотрено 19 ступеней частоты вращения
якоря тягового двигателя. На последних ступенях (17— 19) регули-
рования достигают ослаблением поля тяговых двигателей Д1—Д4
323

ПК
73А
I Блок ускоренного ~1
. отключения ВВ II
Пк-7 I 22А
о----------1--------
I
I-
.ПК-8' J 30
I
I
ПК-9	।	22П
°----------1--------
К цепям управления
Рис. 138. Электрическая схема силовых цепей моторного
вагона электропоезда ЭР9П:
Т — токоприемник; ШП — шины параллельной работы
токоприемников; РОВ — реле отключения ВВ; ТТ1—ТТ4 —
трансформаторы тока; А — амперметр; ВК1 — ВК4 — вы-
прямители; СР — реактор сглаживающий; Wh — счетчик
электроэнергии; РПО, РНВЦ, PH — реле; КРС, КО, КТ.
контакторы; ПК-1 — ПК-9 — зажимы блока отключе-
ния ВВ
при шунтировании обмоток возбуждения активным сопротивле-
нием (Р4—Р6 ... Р7—Pit). Основным аппаратом автоматического
управления является контроллер силовой пневматический 1 КС-006.
Контроллер имеет 16 силовых контакторов (/—12, Ш1—Ш4),
а также 11 контакторов цепей управления.
И Л. Д. Кузьмич	325
Включение тяговых двигателей выполнено линейными электро-
пневматическими контакторами ПК-306Ф (на схеме ЛД1) и
ПК-306Т (ЛД2). Реверсирование тяговых двигателей осуществлено
переключателем ПР-320Б-1 (В1—В4, Н1—Н4), изменяющим на-
правление тока в обмотках возбуждения двигателей. В цепь тяго-
вых двигателей Д1—Д2 включена обмотка реле ускорения РУ,
а в цепи обеих групп двигателей — реле перегрузки РП1, РП2 и
дифференциальное реле БДР. К средним точкам двух групп дви-
гателей подключено реле буксования РБ с резисторами Р14—Р15.
Поездом управляют по системе многих единиц из кабины управ-
ления головного вагона при помощи контроллера машиниста
1 КУ.023, который имеет главный и реверсивный кулачковые валы
и соответственно главную и реверсивную рукоятки, механически
сблокированные. Кроме того, цепь управления имеет блокировку
безопасности, которая замыкается при нажатии ладонью маши-
ниста специальной кнопки, расположенной на главной рукоятке.
При освобождении кнопки включается экстренный пневматический
тормоз.
Питание цепей управления и подзаряд аккумуляторных бата-
рей осуществляются стабилизированным выпрямленным напряже-
нием 110 В от вторичной (вспомогательной) обмотки силового
трансформатора через стабилизатор напряжения, кремниевый
вентиль и сглаживающий дроссель. Для питания вспомогательных
трехфазных электродвигателей (электрокомпрессора, вентилято-
ров и др.) установлен расщепитель фаз РФ-1Д5, который преобра-
зует однофазный ток 220 В в трехфазный. От вторичной обмотки
силового трансформатора напряжением 600 В получают питание
электропечи ЭП и электрокалориферы ЭД системы отопления ваго-
нов. Аккумуляторная батарея емкостью 55 А • ч служит резервным
источником питания цепей управления.
Для общей защиты силовой цепи от перегрузок и коротких за-
мыканий, а также для оперативных и аварийных отключений
служит воздушный выключатель (на схеме В В). Он отключает
цепь при подаче импульса тока на отключающую катушку или пре-
кращении питания удерживающей катушки в результате размыка-
ния соответствующих блокировок. Защитную роль при аварийных
режимах в электрических цепях выполняет заземление ЗТ. Для
защиты электрооборудования от атмосферных перенапряжений
применяют вентильные разрядники с нелинейным сопротивлением
РВС, а от коммутационных — разрядники с магнитным гасителем
РВ. Подавление радиопомех выполняют конденсаторы К50-3
(на схеме С2, СЗ, С4) и фильтр индуктивный ФС-ЗБ (на схеме ДП).
Вспомогательные цепи и оборудование защищены также автомата
ческим выключателем А-3134 (на схеме ВА), плавкими предохра-
нителями П5—П23 и различного рода ограничительными реле.
Тормозное оборудование и тележки. Электропоезд оборудован
колодочным тормозом с пневматическим, электропневматическим
управлением и ручным приводом. Принципиальная пневматиче-
326
ская схема тормозного оборудования аналогична схемам вагонов
электропоезда ЭР2. Для питания сжатым воздухом тормозных при-
боров применен электровоздушный компрессор ЭД7В производи-
тельностью 0,58 м3/мин. На головных и прицепных вагонах уста-
новлена типовая тормозная рычажная передача, расположенная
под вагоном подобно передаче вагонов локомотивной тяги. Тормоз-
ные цилиндры и рычажная передача на моторном вагоне располо-
жены только на тележках.
Тележки моторного вагона двухосные челюстные; они унифици-
рованы с тележками моторного вагона электропоезда ЭР2. Разли-
чаются лишь параметры рессорного подвешивания и передаточные
отношения тормозной рычажной передачи в связи с большей мас-
сой вагона электропоезда ЭР9П. На прицепных вагонах установ-
лены тележки КВЗ-ЦНИИ (см. гл. III).
Сцепные устройства. Автосцепные приборы и устройства для
соединения электрических цепей и пневматических трубопроводов
аналогичны устройствам вагонов электропоезда ЭР2.
Электропоезд ЭР25. Для перевозки пассажиров на электрифи-
цированных участках железных дорог колеи 1435 мм (с напряже-
Таблица 23
Электропоезд
Характеристики	ЭР2 (ЭР9П)	ЭР22М, ЭР22В	ЭР201	ЭР25
Скорость конструкционная, км/ч	 Количество мест для сидения в вагоне:	130	130	200	130
моторном		110	112	64	70
головном (прицепном) . .	84 (108)	84 (108)	24	80
Количество мест в одном ряду	3 + 3	3 + 3	2 + 2	2 + 2
Количество дверей 		2	3	2	2
Ширина дверей, мм	 Вес тары вагона, тс:	980	980	790	750
моторного 		54,6 (60)	65	57,0	59,9
головного 		40 (38,3)	—	48,5	—
прицепного		39 (37)	47,5	—	51,7
Длина кузова, м 		19,6	24,5	26,0	25,09
Ширина вагона, мм	 Высота вагона от головки рель-	3480	3480	3080	2810
са, мм	 Количество тяговых двигателей	4268	4265	4100	3893
моторного вагона 	 Мощность тягового двигателя,	4	4	4	4
кВт 		200	240	215	210
Ускорение в период пуска, м/с2 Замедление при торможении,	0,6	0,7	0,32	0,5
м/с2 		0,8	0,8	0,9	0,8
Габарит (ГОСТ 9238—73) . . .	Т	Т	1-Т	Габарит железных дорог НРБ
И*
327
нием в контактной сети 25 кВ переменного тока частотой 50 Гц)
предназначен электропоезд ЭР25 (модель 62-209). Он формируется
из двух секций, каждая из которых состоит из двух вагонов: мо-
торного с кабиной управления и прицепного.
Основные технические характеристики отечественных электро-
поездов приведены в табл. 23.
§ 50.	ВАГОНЫ ДИЗЕЛЬ-ПОЕЗДОВ
Общие сведения. Дизель-поезда в СССР используют для пере-
возки пассажиров на пригородных неэлектрифицированных и сме-
шанных участках железных дорог. В 1963 г. РВЗ начал производ-
ство дизель-поездов серии ДР: сначала поезда ДР1, а затем его
усовершенствованных модификаций — поездов ДР1П и ДР1А.
Дизель-поезда Д и Д1 производства завода «Ганц Маваг» посту-
пают на дороги СССР из ВНР. Отечественные дизель-поезда впи-
саны в габарит подвижного состава 0-Т (ГОСТ 9238—73), что обес-
печивает возможность эксплуатации их по всей сети магистраль-
ных железных дорог СССР. Обычно дизель-поезд состоит из двух
моторных М, имеющих силовую установку и кабину управления,
и двух или четырех прицепных П вагонов, составленных по схеме
М + (2-т-4) П + М. В зависимости от величины пассажиропото-
ков эксплуатируют трехвагонные поезда, составленные по схеме
М + П + М, а также составы из одного моторного М, одного или
двух прицепных П и одного прицепного с кабиной управления Пг
вагонов.
Дизель-поезда ДР1П (модель 63-319) и ДР1А (модель 63-323)
предназначены для эксплуатации на линиях с низкими и высокими
платформами. Эти поезда максимально унифицированы и отли-
чаются лишь величиной напряжения в цепях управления, комфор-
табельностью и некоторыми другими усовершенствованиями.
Дизель-поезд ДР1П состоит из двух моторных с кабинами
управления и двух или четырех прицепных вагонов. Предусмот-
рена возможность эксплуатации дизель-поездов по системе двух
единиц. Конструкционная скорость поезда 33 м/с (120 км/ч), коли-
чество мест для сидения в составе из шести вагонов составляет 632.
Кузов и внутреннее оборудование. Кузова вагонов цельноме-
таллические сварные несущей конструкции. Рама кузова без хреб-
товой балки состоит из двух консольных частей, соединенных
продольными балками, и набора поперечных элементов. Консоль-
ные части собраны из сварных балок замкнутого сечения и гнутых
профилей. Поперечные элементы рамы моторного вагона выпол-
нены из швеллера, а прицепного — из профилей зетобразного
сечения. Продольные балки рамы состоят из гнутого швеллера,
угольника и диафрагмы, обшитых гнутыми несущими листами.
Крыша, боковые и торцовые стены состоят из каркаса и листов
обшивки. В крыше моторного вагона над машинным отделением
имеется люк для монтажа оборудования силовой установки. Вну-
328
тренняя поверхность кузова покрыта слоем противошумной ма-
стики. Перегородки и двери машинного отделения моторных ваго-
нов имеют усиленную звукоизоляцию. Внутренняя обшивка стен
и потолка выполнена из слоистого пластика; пол покрыт линолеу-
мом. Вагоны с каждой боковой стороны имеют по две задвижные
двери, открывающиеся и закрывающиеся автоматически централи-
зованно из кабины управления.
В моторном вагоне имеются салон для пассажиров 1 (рис. 139),
два тамбура 2, машинное отделение 4, кабина управления 5 и слу-
жебное помещение 3, а в прицепном вагоне — салон для пассажи-
ров 1, два тамбура и туалетное помещение 6. В салонах установлены
полумягкие двусторонние диваны, с одной стороны от централь-
ного прохода шестиместные, а с другой — четырехместные. Над
окнами имеются багажные полки. Пассажирский салон отделен от
тамбуров перегородками с раздвижными дверями. Окна пассажир-
ских помещений с двойными стеклами пакетного типа имеют в верх-
ней части открывающиеся форточки. Наличники окон выполнены
из стеклопластика. Служебное отделение моторного вагона при
необходимости можно использовать в качестве почтового или ба-
гажного отделения или организовать в нем буфет.
Кабина управления расположена в передней части моторного
вагона и имеет лобовые и боковые окна из безосколочного стекла,
снабженные стеклоочистителями и электрообогревателями. Для
машиниста и его помощника установлены мягкие поворотные
кресла с регулируемыми спинками, а на задней стене кабины
дополнительно укреплено откидное сиденье. В кабине размещены
пульт с аппаратами управления, контрольно-измерительными и
сигнальными приборами, а также аппаратура системы радиоопо-
вещения пассажиров и поездная радиостанция ЖРЗМ.
Вентиляция и отопление. Система вентиляции пассажирских
салонов приточно-принудительная непрерывного действия, со-
стоит из жалюзи с фильтрами, вентиляционных агрегатов и воз-
душных каналов. В каждом моторном вагоне установлено по одному
а в прицепном — по два вентиляционных агрегата, которые рас-
положены в чердачном помещении над тамбуром. Наружный воз-
дух засасывается через жалюзи, очищается от механических при-
месей в металлическом промасленном фильтре и подается вентиля-
торами в расположенный на потолке канал, из которого через рас-
пределительные насадки поступает в пассажирское помещение.
Из салона воздух удаляется через жалюзи в торцовых раздвижных
дверях и через открытые двери при выходе пассажиров. Кабина
управления вентилируется встречным потоком воздуха через два
вентиляционных патрубка, а также через открытые боковые окна.
В служебном и туалетном помещениях установлены дефлекторы.
Предусмотрено три режима работы вентиляционной системы:
летний, переходный и зимний. При летнем режиме в каждый
вагон поступает не менее 9000 м3/ч, при переходном — не менее
4500 м3/ч и при зимнем режиме не менее 2200 м3/ч свежего воздуха.
329

a)
д)
Рис. 139. Вагоны дизель-поезда:
а — моторный; б — прицепной
Отопление вагонов воздушное с использованием тепла воды,
охлаждающей силовую установку, и тепла электрокалориферов.
Теплый воздух, нагретый в калориферах, подается по специальным
каналам в нижней части вагона. Циркуляцию воздуха поддержи-
вают вентиляторы, установленные в чердачном помещении мотор-
ного вагона. Регулирование системы отопления автоматическое
термостатами, поддерживающими температуру в вагоне не ниже
12° С при температуре наружного воздуха до —40° С. Кабина
управления отапливается электропечью и электрокалориферами.
Освещение. Вагоны освещаются лампами накаливания, полу-
чающими питание от сети постоянного тока напряжением 110 В.
Светильники в пассажирских салонах расположены в 2 ряда над
диванами. Кроме основного, предусмотрено дежурное освещение
салонов и тамбуров, машинного отделения, ходовых частей и шка-
фов с электрооборудованием.
Силовая установка. Дизель М-756Б и гидропередача ГДП-1000
смонтированы на общей раме и установлены в машинном отделении
моторного вагона на амортизаторах. Передний конец вала дизеля
соединен с входным валом гидропередачи при помощи шинной ре-
зинокордно?! муфты. Гидропередача расположена так, чтобы ее
выходные валы находились ниже уровня пола над центральной
частью тележки. Крутящий момент от гидропередачи через кардан-
ные валы и осевые редукторы передается на обе колесные пары ве-
дущей тележки.
Дизель М-756Б четырехтактный с турбонаддувом имеет 12 ци-
линдров, расположенных V-образно под углом 60°. Наддув дизеля
осуществлен турбокомпрессором, центробежный нагнетатель ко-
торого получает вращение от газовой турбины. Рабочий объем ци-
линдров дизеля 62,4 л; номинальная мощность 1000 л. с.; масса
— 1800 кг.
Гидропередача ГДП-1000 двухциркуляционная, состоит из по-
вышающего редуктора, двух гидротрансформаторов и реверсив-
ного механизма. Гидропередача соединяет дизель с колесными
парами ведущей тележки без сплошной жесткой связи и обеспечи-
вает передачу и преобразование крутящего момента дизеля с наи-
выгоднейшим использованием его мощности при всех режимах
движения поезда. Средний КПД передачи в рабочем диапазоне
скоростей движения составляет не менее 0,8.
Тяговые характеристики дизель-поезда приведены на рис. 140,
а разгонные — на рис. 141. Расчетная тяговая характеристика дви-
жения дизель-поезда обеспечена системой автоматического управ-
ления гидропередачей. Разъединение двигателя и колесных пар,
плавное трогание с места, плавное автоматическое изменение ско-
рости движения в зависимости от мощности, получаемой от дизеля,
и сопротивления движению выполняют гидротрансформаторы I и
II ступеней с соответствующими элементами передачи. Передаточ-
ное отношение гидропередачи составляет 0,78—1,48; масса
равна 3090 кг.
332
Рис. 14U. Тяговая характеристика четырех- Рис. 141. Разгонная характеристика
вагонного дизель-поезда:	дизель-поезда:
/ — сила тяги; 2 — КПД силовой передачи / — четырехвагонного; 2 — шестива-
гонного
Топливная система. Основной бак для топлива имеет емкость
1500 л, расходный бак 170 л. В систему входят также топливопод-
качивающий насос, подогреватель, фильтры, краны и сеть трубо-
проводов. Основной топливный бак установлен под кузовом мотор-
ного вагона. Расходный топливный бак расположен в верхней ча-
сти машинного отделения. Уровень топлива в баке контролируют
по мерным стеклам.
Система смазки. У дизеля М-756Б система смазки принудитель-
ная (под давлением) с сухим картером. Общий запас масла в си-
стеме равен 250 л.
Система охлаждения. Для поддержания нормального теплого
режима дизеля и гидропередачи во время их работы служит водяная
принудительно-циркуляционная система охлаждения. Часть тепла,
отводимого от дизеля и гидропередачи, в зимнее время исполь-
зуется для отопления пассажирских салонов. В систему охлажде-
ния входят водяной и расширительный баки, водяной насос, три
воздушно-водяных радиатора, теплообменники, вентилятор с ги-
дравлическим приводом, соответствующая арматура и трубопро-
воды. Температура охлаждающей воды в системе регулируется ав-
томатически.
В пожароопасных местах машинного отделения установлено
восемь размыкающих термоконтактов с плавкими элементами.
Термоконтакты, срабатывая при температуре 115—135° С, вклю-
чают звуковую и световую сигнализацию, оповещая этим локомо-
тивную бригаду о возможном пожаре. При нажатии кнопки «Ту-
шение пожара» автоматически открываются две группы огнету-
шителей, которые создают огнегасящую концентрацию углекис-
лоты во всем машинном отделении. Огнетушители можно привести
в действие и вручную.
Электрическое оборудование. Вагоны дизель-поезда имеют
электрические цепи, аппараты и приборы систем пуска и остановки
333
дизеля, управления гидропередачей, систем освещения, отопления
и вентиляции, электропневматического тормоза, локомотивной
сигнализации, оповестительной установки и радиостанции.
Для электроснабжения вагонов дизель-поезда ДР1П исполь-
зуют постоянный ток для цепей управления напряжением 75 В, для
цепей освещения и вспомогательного оборудования — напряже-
нием 110 В. У дизель-поезда ДР1А номинальное напряжение цепей
управления и вспомогательного оборудования ПО В постоянного
тока, а электропневматического тормоза, локомотивной сигнали-
зации, оповестительной установки и радиостанции 50 В. Питание
энергией электрических цепей и подзаряд аккумуляторных бата-
рей осуществлены от стартер-генератора СТГ-7, мощность кото-
рого 41 кВт, а регулировка напряжения — автоматическая. Для
пуска дизеля на моторном вагоне установлены аккумуляторные
батареи. Все электрическое оборудование вагонов имеет соответ-
ствующую защиту от перегрузок, коротких замыканий и зазем-
лено.
Тормозное оборудование. Вагоны дизель-поезда оборудованы
механическим дисковым тормозом с электропневматическим или
пневматическим управлением и ручным приводом. На оси колес-
ных пар напрессованы ступицы с тормозными дисками, к которым
прижимаются специальные колодки. В каждом вагоне установлено
по четыре крана экстренного торможения. Ведущие тележки мо-
торных и одна из тележек прицепных вагонов оборудованы руч-
ным тормозом. Основными аппаратами автоматического тормоза
являются кран машиниста усл. № 334Э, электровоздухораспре-
делитель усл. № 305-001, воздухораспределитель № 292-001 и
авторежимный регулятор (авторежим) усл. № 265Б-004.
Для наполнения воздухом напорной и тормозной магистра-
лей на моторном вагоне обычно бывает установлен компрессор
ВВ-1,5/9.
Пневматическое оборудование вагонов, кроме автоматического
тормоза, осуществляет питание аппаратов дистанционного управ-
ления дизелем и гидропередачей, системы пескоподачи, цилиндров
привода дверей, стеклоочистителей и системы подачи звуковых
сигналов.
Тележки. Ведущая и поддерживающая тележки моторного
вагона и тележки прицепного вагона аналогичны по конструкции
за исключением колесных пар, которые у ведущих тележек имеют
двухступенчатые осевые редукторы. Первая ступень редуктора
выполнена цилиндрической, вторая — конической. Общее переда-
точное отношение равно 2,58. Рама тележки сварная, Н-образной
формы, расположена ниже корпусов букс. Буксовое рессорное
подвешивание снабжено фрикционными гасителями колебаний,
а центральное подвешивание безлюлечного типа — гидравличе-
скими гасителями.
Тяговые и тормозные усилия передаются с рамы тележки на ку-
зов вагона при помощи шкворня и тяговых поводков.
334
§ 51.	ВАГОНЫ МЕТРОПОЛИТЕНА И ТРАМВАЯ
Проблема перевозки населения общественным транспортом
в крупных городах приобретает все большее значение. Метрополи-
тен, являясь одним из видов городского транспорта, отличается
наибольшей провозной способностью и обеспечивает наибольшую
скорость и удобство сообщения. Сейчас метрополитен имеется в ше-
сти городах нашей страны (Москве, Ленинграде, Киеве, Тбилиси,
Баку и Харькове); заканчивается строительство в г. Ташкенте,
намечено строительство и в других городах.
Вагоны метрополитена непрерывно совершенствуются. Так,
у вагонов Д (постройки 1955—1963 гг.) и Г (постройки 1948—
1955 гг.) уменьшен вес тары по сравнению с вагонами постройки
1934—1940 гг. соответственно на 15,5 и 8,0 тс, увеличена макси-
мальная конструкционная скорость с 65 до 75 км/ч, улучшены тя-
говые и динамические показатели, применены более прогрессив-
ные конструкции элементов ходовых частей и тягового привода
и т. п. С 1963 г. серийно изготовляют вагоны Е, технико-экономи-
ческие показатели которых выше показателей ранее выпускав-
шихся вагонов Д. Вагоны серии Е имеют следующие модификации:
Еж (модель 81-707); Ем (модели 81-704, 81-508 и 81-502); Ев (мо-
дель 71-708); Ечс (модель 81-715); Ежз (модель 81-710). Все эти мо-
дели предназначены для эксплуатации по системе многих единиц
на подземных и открытых линиях метрополитенов, оборудованных
третьим (токоведущим) рельсом с номинальным напряжением по-
стоянного тока 750 В. Поезда можно формировать из любого коли-
чества вагонов, но не менее двух при условии наличия кабин
управления в голове и хвосте поезда.
Все вагоны серии Е (рис. 142) являются моторными и имеют
следующие основные технические характеристики: количество
мест для сидения 42; вместимость (расчетная) 270 чел.; вес тары
31,5 тс (вагонов Еж, Ем, Ев) и 32 тс (вагонов Ежз, Ечс); часовая
мощность тяговых двигателей 264 кВт (вагонов, Еж, Ем, Ев)
и 288 кВт (вагонов Ежз, Ечс); ускорение разгона 1,3 м/с2;
замедление при торможении 1,3 м/с2; конструкционная ско-
рость 90 км/ч.
Кузова вагонов Е имеют цельносварную конструкцию. Несу-
щими элементами являются рама и каркас с обшивкой. Рама ку-
зова не имеет сквозной хребтовой балки и состоит из боковых и
средних продольных и поперечных балок, выполненных из штам-
пованных швеллерных профилей. К раме приварен каркас кузова
из стоек, скрепленных подоконными и надоконными брусьями,
крышевыми дугами и продольными стрингерами. Наружная об-
шивка из гофрированных стальных листов приварена к каркасу
кузова. Пол вагона состоит из гофрированного металлического ли-
ста толщиной 1,4 мм, к которому прикреплена фанера толщиной
10 мм. Между фанерой и настилом пола уложен слой асбеста тол-
щиной 2 мм. Поверх фанеры настелен линолеум.
335
Внутренняя обшивка стен и потолка выполнена из декоратив-
ного бумажно-слоистого пластика; оконные и дверные наличники
и планки внутренней отделки — из алюминиевых сплавов. Салон
вагонов оборудован раздвижными (по четыре в каждой боковой
стене) и створчатыми (по торцам) дверями. Мягкие или полумягкие
диваны для сидения расположены вдоль стен между дверными
проемами. Верхние поручни выполнены из стальных никелиро-
ванных или хромированных труб. Входные двери открываются и
закрываются централизованно из кабины машиниста, а специаль-
ное блокирующее устройство не позволяет начать движение поезда
при незакрытых дверях. Если необходимо, то можно открывать
некоторые двери при помощи находящихся в салоне специальных
рукояток.
Вентиляция вагонов приточно-вытяжная, действует при дви-
жении поезда благодаря скоростному напору. Вентиляция прину-
дительная — воздух через черпаки направленного действия
попадает в общий канал, проходящий по всей длине вагона
в крыше, а затем через жалюзи в пассажирское помещение.
Салон вагона освещен светильниками, расположенными над
диванами с каждой стороны и вдоль середины потолка. При нор-
мальном режиме работы светильники получают питание от контакт-
ной сети. При дежурном режиме работает только часть светильни-
ков, получающих питание от аккумуляторной батареи.
Каждый вагон имеет две двухосные тележки, на которые опи-
рается кузов через сферические пятники. Тележка состоит из
рамы, колесных пар с буксами, двойного рессорного подвешивания
(надбуксового и центрального), деталей тормозного устройства,
тяговых двигателей с их подвесками, редукторов, деталей подвески
редукторов и токоприемников с их деталями.
336
В вагонах применены следующие тормоза: рабочий тормоз —•
электрический реостатный; экстренный замещающий тормоз —
пневматический прямодействующий; стояночный тормоз — меха-
нический. Рабочий электрический тормоз выполняет служебное
торможение со скоростей от 90 до 10—12 км/ч, а дальнейшее тор-
можение происходит автоматическим наложением действия пнев-
матического колодочного тормоза. Пневматический тормоз обес-
печивает автоматическое торможение при отказе реостатного элек-
трического тормоза и может выполнять все виды торможения.
Стояночный тормоз способен удерживать груженый состав на
уклоне 40%о.
Вагоны оборудованы комбинированной автосцепкой жесткого
типа, которая предназначена для сцепления вагонов, соединения
воздуховодов и междувагонного соединения поездных цепей управ-
ления. В сцепленном состоянии автосцепки исключены взаимные
относительные перемещения головок. Для повышения качества
соединения электрических цепей управления и облегчения рас-
цепления вагонов предусмотрен специальный пневмоцилиндр со
вспомогательным механизмом. Каждый вагон имеет по четыре тя-
говых двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.
Крутящий момент от двигателей к колесным парам передается при
помощи кулачковых карданных муфт и осевых редукторов. Под-
веска двигателей на вагонах Е опорно-рамная. В кабине машини-
ста установлены пульт управления вагоном (поездом) с рукоят-
ками управления контроллером и краном машиниста, а также из-
мерительные приборы, сигнальные лампы, элементы управления
дверями, система радиооповещания и др.
Модификации вагонов серии Е имеют некоторые отличительные
особенности. Так, вагоны Ем, изготовляемые ЛВЗ, приспособлены
для установки аппаратуры автоматического управления движе-
нием поезда по системе Ленинградского метрополитена. Модифи-
кации вагонов Ем-508 (промежуточный) и Ем-502 (головной),
также изготовляемые ЛВЗ, приспособлены для установки аппа-
ратуры автоуправления по системе Московского метрополитена.
Вагоны Ев и Ечс, изготовляемые ММ3, предназначены для экс-
плуатации на путях колеи 1435 мм метрополитенов соответственно
г. Будапешта (ВНР) и г. Праги (ЧССР). Вагоны Ежз производства
ММ3 приспособлены для установки аппаратуры автоуправления
по системе Московского метрополитена. Вагоны Ечс и Ежз обору-
дованы системами: импульсного регулирования магнитного поля
тягового двигателя; автоматического регулирования скорости
(АРС); диспетчерской связи. Применение системы импульсного
регулирования поля тягового двигателя с использованием управ-
ляемых диодов (тиристоров) позволяет выполнять надежное элек-
трическое торможение со скорости 90 км/ч при плавном нарастании
тормозного момента, не допуская перенапряжения. Это обеспечи-
вает улучшение коммутации тяговых двигателей и увеличение их
межремонтных пробегов. Система автоматического регулирования
337
скорости существенно повышает степень безопасности движения
поездов, так как обеспечивает принудительную автоматическую
остановку поезда или снижение его скорости при недопустимом
сближении поездов, превышении заданной скорости или неисправ-
ности устройств регулирования скорости. Все это позволяет увели-
чить пропускную способность на линиях метрополитенов благодаря
сокращению интервалов попутного следования.
ММ3 изготовлены три новых вагона типа И: два вагона с каби-
нами управления (головные) и один без кабины (промежуточный).
Вагоны И имеют конструкционную скорость 100 км/ч, увеличен-
ную мощность тяговых двигателей (440 кВт на вагон), сниженный
вес тары, более просторный пассажирский салон, механическую
вентиляцию и другие усовершенствования. Кузов вагона И цель-
носварной конструкции, выполнен из алюминиевых сплавов:
листы из сплава АМгб, а силовые прессованные профили из сплава
1915.
Вагоны оборудованы тремя видами тормозных средств. Элек-
трический тормоз с рекуперативной отдачей энергии в сеть выпол-
няет торможение поезда со скорости 100 км/ч до 5—6 км/ч, а даль-
нейшее торможение происходит автоматическим наложением дей-
ствия пневматического тормоза. При отказе электрического тор-
моза автоматически вступает в действие пневматический. Пневмо-
пружинный тормоз выполняет функции стояночного тормоза и спо-
собен удерживать груженый состав на уклоне 60% .
Электрическая система вагона выполнена по схеме импульс-
ного регулирования магнитного поля и напряжения тяговых элек-
тродвигателей. Для питания цепей вспомогательного электрообо-
рудования и цепей управления в вагоне использован статический
преобразователь, получающий питание от контактной сети, а в ава-
рийном режиме — от аккумуляторной батареи.
Благодаря наличию пневматического рессорного подвешивания
с автоматическим регулированием (независимо от нагрузки) по-
стоянства высоты уровня пола кузова снижен крен кузова при ди-
намических колебаниях вагона в движении. Это позволило в суще-
ствующих габаритах увеличить ширину вагона в средней части и
придать кузову бочкообразную форму. В результате расстояние
в салоне между продольными диванами увеличилось (рис. 143) и
вместимость вагона возросла на 25 чел. по сравнению с вагоном
типа Е.
Светильники люминесцентного освещения в вагоне серии И
размещены в середине потолка салона. Шесть вентиляционных
установок расположено под диванами салона. Двенадцать венти-
ляторов, из которых каждые два вращаются одним мотором, за-
бирают воздух через жалюзи и приемные фильтры и направляют
его в салон через отверстия в подоконниках.
Промежуточный вагон серии И отличается от головного отсут-
ствием кабины машиниста. Однако в подоконном пространстве
одной из торцовых стен этого вагона расположен пульт для манев-
338
Рис. 143. Планировка вагонов И метрополитена:
а — головного; б — промежуточного
339
ровых работ. При нормальном (поездном) режиме этот пульт за-
крыт кожухом. В настоящее время ведется отработка конструкции
и подготовка серийного выпуска вагонов И.
Существенную роль в обеспечении перевозок пассажиров в го-
родах играет трамвай, который является одним из массовых видов
городского общественного транспорта и имеет достаточно высокую
провозную способность и сравнительно низкую себестоимость пере-
возок. Во многих городах нашей страны проектируют и строят
специальные трамвайные линии скоростного сообщения, вынесен-
ные на обособленное полотно, не имеющее пересечений на одном
уровне с другими магистралями города. Скоростные трамвайные
линии могут обеспечить доставку пассажиров из районов массовой
застройки в центр города примерно в 2 раза быстрее, чем обычные
трамвайные линии. Для обеспечения трамвайного транспорта в го-
родах на смену старым двухосным (КТМ-1, КТМ-2) и четырехос-
ным (МТВ-82Д, ЛМ-57, КТМ-5м и др.) трамвайным вагонам в по-
следние годы пришли более совершенные вагоны РВЗ-6М,
КТМ-5МЗ и ЛМ-68.
Прошли всесторонние испытания и подготовлены к серийному
выпуску на РВЗ новые трамвайные вагоны РВЗ-7 (мод. 71-217),
предназначенные для пассажирских перевозок одиночными ваго-
нами (рис. 144) или двумя моторными вагонами по системе многих
единиц по городским трамвайным путям шириной колеи 1520 мм.
Кузов вагона сварен из стальных элементов и состоит из кар-
каса и стальной обшивки. Рама кузова является силовым элемен-
том и воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки.
Кузов через скользуны опирается на тележки и центрируется пят-
никами в шкворневых балках тележек. Тележки имеют пневма-
тическое подвешивание. В конце и середине вагона расположены
две четырехстворчатые двери с шириной проема 1600 мм. В голов-
ной части вагона находится дверь с шириной проема 1160 мм. У зад-
него и среднего выходов имеются большие накопительные пло-
щадки. Двери открываются и закрываются автоматически с пульта
управления водителем вагона. При этом используется сжатый воз-
дух, подаваемый в пневматические цилиндры.
Пол вагона выполнен из бакелизированной фанеры и покрыт
рифленым резиновым ковром. Для уменьшения вибраций и шума
фанерные плиты изолированы от металлического каркаса кузова и
уложены на резиновые прокладки. Нижняя часть стен на высоте
250 мм от пола обшита алюминиевым листом. Для изоляции кузова
между наружной и внутренней обшивкой стен и потолка установ-
лены плиты из пенопласта.
Салон вагона освещают 16 люминесцентных светильников, ко-
торые получают питание от сети переменного тока. Для этого на
вагоне установлен статический преобразователь напряжения кон-
тактной сети. В четырех светильниках установлены лампы нака-
ливания для дежурного освещения. Воздухообмен в салоне вагона
происходит в результате естественной вентиляции.
340
ооог
341
Электрооборудование вагона трамвая и его система управления
обеспечивают плавный автоматический безреостатный пуск и реку-
перативно-реостатное торможение почти до полной остановки
вагона. Для дотормаживания вагона и удержания его на уклоне
до 100% используют пневмопружинный барабанный тормоз. При
экстренном торможении дополнительно включают рельсовые элек-
тромагнитные тормоза.
Вагон трамвая оборудован тиристорно-импульсной системой
управления, состоящей из силовых цепей, цепей управления и
бесконтактного блока. Движением вагона управляют при помощи
рукоятки контроллера, имеющей 10 фиксированных позиций:
нулевую, четыре ходовых и пять тормозных. Реверсивная рукоятка
сблокирована с рукояткой контроллера и имеет три фиксирован-
ных положения: «нуль», «вперед» и «назад». Вагон оборудован си-
стемой радиооповещения, микрофоном и усилителем, вмонтирован-
ными в пульт, и тремя громкоговорителями, расположенными в са-
лоне вагона.
Моторная тележка вагона состоит из рамы, колесных пар, тя-
говых двигателей с системой подвески, центрального пневматиче-
ского подвешивания, барабанных тормозов, рельсовых тормозов
с системой подвески, упругих валов и надколесных щитков. На
передней оси головной тележки установлен датчик электрического
спидометра. Система высоторегулирования обеспечивает автомати-
ческое поддержание кузова на заданной высоте увеличением или
уменьшением давления воздуха в пневморессоре.
§ 52.	ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КОНСТРУКЦИЙ
САМОХОДНЫХ ВАГОНОВ
Вагоны электропоездов и дизель-поездов. Конструкции ваго-
нов электропоездов для пригородного сообщения последних вы-
пусков совершенствуются в направлении обеспечения повышенных
технических скоростей движения на коротких перегонах в резуль-
тате увеличения ускорений и мощности тяговых двигателей, а
также в направлении улучшения комфортных качеств вагонов.
Максимальная (конструкционная) скорость вагонов пригородных
электропоездов обычно не превышает 33,3 м/с (120 км/ч). Более
высокие скорости — 41,6—44,4 м/с (150—160 км/ч) имеют электро-
поезда, которые при изменении составности используют также
в местном и междугороднем сообщениях. Новые вагоны, как пра-
вило, имеют электродинамический реостатный тормоз, а в отдель-
ных случаях и рекуперативно-реостатный. Последний применяют
в основном на электропоездах постоянного тока. Из электро-
поездов переменного тока рекуперативно-реостатный тормоз имеет
французский поезд Z6400 (выпуска 1974 г.).
Мощность тяговых двигателей, приходящаяся на 1 т массы
тары (удельная мощность), в ряде случаев повышена до 13—16 кВт.
Это позволяет реализовать более высокие ускорения при разгоне,
342
равные 1,0—1,3 м/с2. Характерно, что если французский электро-
поезд Z6100 (выпуска 1966 г.) имел удельную мощность 5,9 кВт/т,
а поезд Z6150 (выпуска 1970 г.) — мощность 6,35 кВт/т, то у элек-
тропоезда Z6400 (выпуска 1974 г.) мощность достигла 16,5 кВт/т.
Для электропоездов Z6100 и Z6150 время разгона с момента пуска
до скорости 100 км/ч равно 100 с, путь разгона составляет 2 км,
а для электропоезда Z6400 — соответственно 23 с и 0,7 км.
| Увеличения удельной мощности достигают в результате как по-
вышения мощности тяговых двигателей, установленных на мотор-
ном вагоне, или применения составов из одних моторных вагонов,
так и снижения массы вагонов. Способы снижения массы вагонов
в разных странах различны. Во Франции, например, для изготовле-
ния вагонов электропоездов широко применяют нержавеющую
сталь. При этом экономия в эксплуатации от снижения расхода
электроэнергии и ремонтных затрат превышает первоначальные
затраты, связанные с повышенной стоимостью вагонов из нержаве-
ющей стали. В Японии, США, ФРГ и некоторых других странах для
изготовления кузовов некоторых электровагонов наряду с углеро-
дистыми и нержавеющими сталями применяют и алюминиевые
сплавы. Существенное уменьшение массы тары вагона дает также
установка двух тяговых двигателей повышенной мощности на
раме кузова взамен обычного размещения четырех двигателей на
тележках.
Количество дверей с каждой стороны вагона зависит от назначе-
ния поезда и условий его эксплуатации. Так, у французских электро-
поездов пригородного сообщения вагоны, независимо от их длины,
имеют по три двери, причем крайние двери несколько сдвинуты
от конца вагона к середине для более равномерного распределения
дверей по длине поезда. Вагоны пригородных и городских желез-
ных дорог Японии при длине 20 м имеют, как правило, с каждой
стороны по три-четыре двери шириной 1100 мм. Однако у электро-
поезда серии 711 для острова Хоккайдо, отличающегося более су-
ровым климатом, вагоны имеют по две двери шириной 1000 мм. По
две двери имеют и многие поезда других стран. Двухэтажные ва-
гоны электропоезда, построенные для г. Чикаго (США), при длине
25,5 м имеют одну дверь шириной 1750 мм в середине вагона.
Все вагоны электропоездов имеют люминесцентное освещение
и в большинстве случаев принудительную вентиляцию с подогре-
вом воздуха в холодное время года. Кондиционирование воздуха
применено только в США, Японии и Австралии. На большинстве
электропоездов новых типов пневматическое рессорное подвеши-
вание. В электрическом тяговом оборудовании использованы си-
стемы бесконтактного тиристорно-импульсного регулирования
тяговых двигателей.
В некоторых странах созданы также конструкции электропоез-
дов для скоростного междугороднего сообщения. Движение элек-
тропоездов со скоростями до 58 м/с (210 км/ч) впервые организо-
вано в Японии на линии Токио—Осака. В 1973 г. в Японии начата
343
эксплуатация новых электропоездов серии 961, конструкционная
скорость которых равна 260 км/ч. Во Франции проходит испытания
газотурбинный поезд TGV-001 с электрической передачей, рассчи-
танный на скорость движения 83 м/с (300 км/ч). Поезд состоит из
пяти вагонов, причем концы двух соседних вагонов опираются на
одну моторную тележку; таким образом, этот поезд имеет только
шесть тележек. Вагоны имеют маятниковую подвеску и
устройства принудительного наклона кузова в кривых. В ФРГ
изготовлен и прошел испытания электропоезд ЕТ-403 из четырех
вагонов; его конструкционная скорость 55,5 м/с (200 км/ч). Ку-
зова вагонов выполнены из легких сплавов и имеют систему при-
нудительного наклона кузова в кривых.
В Италии моторные вагоны ALe-601, имевшие конструкцион-
ную скорость 44,4 м/с (160 км/ч), переоборудованы для движения
со скоростью до 55 м/с (200 км/ч). Кроме того, изготовлен новый
скоростной электропоезд УО160 со скоростью движения до 70 м/с
(250 км/ч). Вагоны этого поезда отличаются тем, что тяговые дви-
гатели в них подвешены к раме кузова и через карданные валы при-
водят во вращение только внутреннюю колесную пару каждой
тележки. Имеется также устройство принудительного наклона
кузова в кривых.
В Великобритании изготовлен поезд APT с газотурбинной тя-
гой и разработан вариант этого поезда (АРТ-Р) с электрической
тягой, рассчитанные на скорость движения 69,4 м/с (250 км/ч).
В США эксплуатируют электропоезда «Метролайнер», конструк-
тивная скорость которых равна 55 м/с (200 км/ч). В Канаде на та-
кую же максимальную скорость изготовлен поезд с локомотивной
тягой.
В ряде стран ведутся работы по созданию высокоскоростного
наземного транспорта новых видов, в котором взамен опоры колеса
на рельс для поддержания и направления экипажа будут исполь-
зованы системы магнитной подвески.
Вагоны метрополитена и трамвая. В настоящее время более
чем в 40 городах мира есть метрополитен, и во многих городах идет
его строительство. Подвижной состав метрополитенов отличается
большим разнообразием. Вагоны в основном имеют два варианта
исполнения кузова — с кабиной и без нее. Вагоны метрополитена
Сан-Франциско (США) имеют унифицированные кузова, на кото-
рые можно навесить съемную кабину. Кузова большинства вагонов
европейских метрополитенов имеют длину 17—19 м, ширину 2,6—
2,9 м и высоту (от головки рельс) 3,3—3,7 м. Кузова вагонов метро-
политена США, как правило, имеют большие размеры: длина 21,5—
22,5 м; ширина 3,0—3,2 м; высота 3,6—3,7 м.
Существуют различия в планировке салона и в количестве две-
рей: вагоны метрополитенов Лондона, Западного Берлина, Гам-
бурга, Амстердама, Стокгольма, Сан-Паулу, Торонто и Сан-Фран-
циско имеют сидения, расположенные поперек вагона. На осталь-
ных метрополитенах применены вагоны с продольным расположе-
344
: нием сидений. Вагоны европейских метрополитенов в основном
имеют по три двери шириной в свету 1200—1300 мм с каждой сто-
‘ роны. Короткие кузова сочлененных вагонов имеют по две двери,
с Вагон метрополитена Сан-Франциско также имеет две двери.
I Вагоны метрополитенов Нью-Йорка, Торонто и Токио, так же как
I вагоны советских метрополитенов, имеют по четыре двери. Основ-
I ной конструкционный материал кузовов — прессованные профили
к из алюминиевых сплавов. Большинство вагонов имеют двухосные
I тележки с жесткой рамой и колесами, расположенными снаружи
в рамы. Вагоны метрополитена Сан-Франциско предназначены для
| уширенной колеи (1670 взамен 1435 мм). Буксы этих вагонов рас-
I положены с внутренней стороны колес. Вагоны метрополитенов
i Мехико и некоторых линий Парижа, Монреаля, Саппоро имеют
в пневматические колеса. Такие вагоны эксплуатируют на линиях
 с соответствующим путевым устройством.
К Широкое распространение получили пневматические рессоры,
г В конструкциях тележек часто применяют различные резинометал-
1 лические элементы. Обычно тележка имеет два тяговых электродви-
Г гателя. Некоторые вагоны европейских метрополитенов имеют
I мономоторные тележки с одним тяговым двигателем. В качестве
I тяговых двигателей используют электродвигатели постоянного
f тока. Диапазон мощности тяговых двигателей очень широк (56—
1 200 кВт), но наиболее распространена мощность, равная 90—
L 100 кВт. Все более широкое распространение получает тиристорно-
S импульсное управление тяговыми электродвигателями.
I Во всех вагонах в качестве рабочего тормоза использован элек-
I тродинамический реостатный тормоз с самовозбуждением тяговых
г двигателей или с независимым возбуждением. Рекуперативный
• тормоз применен пока только в вагонах метрополитена Токио
(поезд типа 6000). В качестве резервного используют пневматиче-
f ский или электропневматический колодочный тормоз. Вагоны ме-
| трополитена Вены, Западного Берлина, Роттердама и Сан-Фран-
циско имеют пневматические дисковые тормоза. Вагоны метропо-
I литена Сан-Франциско оборудованы, кроме того, рельсовым элек-
К тромагнитным тормозом, который служит в качестве дополнитель-
k ного при использовании экстренного торможения.
В Почти все вагоны оборудованы принудительной вентиляцией.
В» На некоторых из них подаваемый вентиляционной установкой воз-
 дух подогревается теплом, выделяемым пускотормозными реоста-
к тами. Вагоны метрополитена Сан-Франциско и Сан-Паулу обору-
Н дованы кондиционерами. Современные вагоны зарубежных метро-
 политенов, как правило, имеют люминесцентное освещение.
И Развитие трамвая идет в направлении создания скоростных
И линий. Для этих линий разрабатывают многоосный шарнирно-
И сочлененный подвижной состав, главным образом шести- и восьми-
И осный. Конструкционная скорость вагонов трамвая для наземных
К городских линий не превышает 20,8—22,2 м/с (75—80 км/ч), а ис-
 пользуемых на подземных участках (так называемое предметро)
12 Л. Д. Кузьмич	345
27,7 м/с (100 км/ч). На этих вагонах использованы мономоторные
тележки и электронные системы управления.
На основании анализа параметров и особенностей конструкции
отечественных и зарубежных вагонов можно определить следую-
щие направления развития самоходных вагонов:
. всемерное снижение веса тары вагона в результате развития
сочлененных конструкций и использования легких сплавов, высо-
копрочных и нержавеющих сталей; например, вес тары вагонов
метрополитена (в расчете на площадь горизонтальной проекции
вагона) будет доведен до 350—400 кгс/м2;
увеличение мощности тяговых двигателей и улучшение тя-
гово-сцепных свойств привода; удельная мощность вагонов при-
городных электропоездов (в расчете на вес тары) будет увеличена
до 13—16 кВт/тс, а вагонов метрополитена — до 15—20 кВт/тс;
повышение технических скоростей поездов благодаря увели-
чению ускорений разгона, а также движению с максимальной
скоростью на возможно большем отрезке перегона; сокращение
времени стоянок на станциях;
внедрение на дизельных поездах электрической тяговой пе-
редачи и газотурбинных двигателей в силовой установке;
использование декоративных покрытий, пластических масс
и алюминиевых сплавов во внутренней отделке салона вагона;
внедрение принципа блочного монтажа внутреннего оборудования;
применение пневматических рессор в рессорном подвешива-
нии, а резины и пластмасс — в конструкциях ходовых частей;
внедрение тиристорно-импульсных систем управления про-
цессами тяги и торможения, а также систем рекуперативного
торможения, обеспечивающих улучшение динамических свойств
привода и экономию электроэнергии;
применение асинхронных тяговых двигателей или линейных
двигателей;
всемерное улучшение комфорта для пассажиров, снижение
шума и вибраций, использование принудительной вентиляции,
кондиционирования воздуха, люминесцентного освещения и т. п.;
оснащение поездов устройствами контроля скорости и авто-
матического управления;
разработка конструкций вагонов и смежных устройств для
новых видов городского высокоскоростного транспорта.
Глава IX
ИСПЫТАНИЯ ВАГОНОВ
И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ БАЗА
ВАГОНОСТРОЕНИЯ
§ 53.	ЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ ИСПЫТАНИЙ
Многообразие требований, предъявляемых к конструкции и
служебным характеристикам вагонов, сложность и разнообразие
условий и режимов эксплуатации не позволяют гарантировать
работоспособность спроектированного вагона только на основе
теоретических расчетов. Рациональное проектирование вагона
связано с решением противоречивых задач и требует тщательной
проработки возможных конструктивных вариантов, учета опыта
эксплуатации подобных конструкций, нахождения оптимального
и целесообразного компромиссного решения. Вес тары и мате-
риалоемкость конструкции вагона почти неизбежно входят в про-
тиворечие с требованиями прочности и надежности. Стремление
к экономии материалов и снижению веса вагона противоречит,
как правило, требованиям снижения трудоемкости производства.
Борьба за повышение надежности обычно приводит к увеличению
трудоемкости и стоимости. Стремление к унификации в произ-
водстве и эксплуатации (применение стандартных, типовых эле-
ментов) иногда противоречит оптимальному обеспечению функ-
циональных особенностей новой конструкции и т. д.
Вагоны должны надежно работать в различных климатических
условиях при высокой интенсивности эксплуатации. Современные
вагоны, особенно вагоны электропоездов и дизель-поездов, рефри-
жераторы, вагоны метрополитена и трамвая, пассажирские ва-
гоны скоростных поездов и специализированные грузовые вагоны
оборудованы сложными техническими системами, агрегатами и
и приборами. Создание такого подвижного состава немыслимо
без проведения научно-исследовательских и экспериментальных
работ. В частности, как показывает отечественный и зарубежный
опыт, особое значение имеют натурные испытания вагонов и их
узлов. Испытания являются важным и ответственным этапом
процесса создания нового подвижного состава. Испытания ва-
гонов имеют важное значение и как один из методов научного
эксперимента, способ уточнения и выявления закономерностей,
физической сущности явлений, связанных с работой вагона в экс-
плуатации. При этом объектом испытаний могут быть как типо-
вые серийные, так и специально оборудованные (видоизмененные)
экспериментальные конструкции вагонов. В этом смысле испы-
12*	347
тания вагонов способствуют развитию научных основ рацио-
нального их проектирования.
Таким образом, можно различать две следующие основные
категории (разновидности) испытаний вагонов:
испытания опытных образцов новой техники, являющиеся
этапом процесса создания конкретного вагона;
испытания поискового экспериментально-исследовательского
характера, проводимые в рамках программ научных исследова-
ний.
При необходимости можно проводить смешанные испытания,
при которых в ходе испытаний опытного образца новой техники
решают и дополнительные научно-исследовательские проблемы.
Есть и третья важная разновидность испытаний вагонов —
контрольные испытания серийно выпускаемой продукции для
проверки качества изготовления и соответствия действующей
технической документации. Эта категория испытаний практи-
чески является частью технологического процесса производства.
Такие испытания проводят с определенной периодичностью,
и по своему содержанию они представляют сокращенный вариант
испытаний опытного образца. Методы контрольных испытаний
вагонов магистральных железных дорог регламентированы
ГОСТ 14232—69 и ГОСТ 15050—69, а вагонов промышленного
транспорта — отраслевыми нормалями.
Применяемые в науке, технике и производстве термины и
определения основных понятий в области контроля качества
и испытаний продукции установлены ГОСТ 16504—74. Согласно
данному стандарту испытания это экспериментальное определе-
ние количественных и качественных характеристик свойств
объекта. В зависимости от цели, задач и метода испытаний их
объектом может быть натурный опытный образец конструкции
(вагона, узла), серийный образец, макет или модель.
Любые испытания вагона или его отдельного агрегата (узла)
это серьезный научно-инженерный процесс, требующий внима-
тельного отношения к его подготовке и организации, тщательного
анализа получаемых результатов. Подготовку испытаний необ-
ходимо начинать с уточнения их цели, разработки программы
и методики. При разработке программы испытаний учитывают
следующее: требования ГОСТ 2.106—68; требования (характе-
ристики) стандартов и технической документации на данный
вагон; опыт эксплуатации и испытаний подобных конструкций;
реальные способы выполнения намечаемых задач; желательность
сокращения сроков и стоимости испытаний.
Программу испытаний вагона разрабатывает завод-изгото-
витель, отраслевой научно-исследовательский институт (ВНИИВ,
ЦНИИ МПС и др.) или другая организация. Программа предва-
рительных (заводских) и исследовательских испытаний не требует
обязательного согласования с заказчиком, если это не вызвано
необходимостью. Программу приемочных и контрольных перио-
348
дических испытаний, а также других испытаний, проводимых
в условиях эксплуатации, согласовывают с заказчиком (потре-
бителем) данной продукции. С учетом указаний составленной
программы выбирают или изготовляют объект испытаний. В случае
испытаний опытного образца новой конструкции вагона или
контрольных испытаний серийно выпускаемого изделия этот
образец принимает ОТ К завода-изготовителя и инспектор-при-
емщик заказчика. Для исследовательских испытаний способ
приемки объекта устанавливают в программе испытаний.
Принятый объект поступает в распоряжение специалистов,
проводящих его испытания. Первоначально подготовляют объект
к испытаниям: демонтируют отдельные узлы для удобства
установки приборов или облегчения контроля за работой других
узлов; размещают и закрепляют приборы; прокладывают соеди-
нительные коммуникации; проверяют измерительную аппара-
туру и т. д. После завершения подготовки выполняют наладоч-
ные работы: проверяют согласованность и надежность установ-
ленного оборудования; контролируют готовность персонала, внеш-
них устройств и выполнение оргтехмероприятий; производят
начальные измерения. При положительных результатах проб-
ного этапа испытаний их продолжают согласно программе, а в слу-
чае выявления неполадок выполняют необходимые доработки.
Последовательность и длительность испытаний зависят от их
вида, поставленных задач и других обстоятельств. В процессе
испытаний необходимо оперативно анализировать поступающую
информацию и, при необходимости, вносить соответствующие
изменения в режим испытаний или в работу измерительной ап-
паратуры. По окончании разделов испытаний, имеющих само-
стоятельное значение, как правило, составляют акт, содержащий
основные сведения о проведенных испытаниях и предваритель-
ную оценку их результатов. После завершения всех испытаний
и анализа полученных данных по результатам составляют научно-
технический отчет.
Отчет о результатах испытаний оформляют в соответствии
с ГОСТ 19600—74. Отчет служит основным документом, содержа-
щим исчерпывающие сведения о выполненной работе. Отчет
составляют исполнители испытаний, а затем его рассматривают
и утверждают в установленном порядке. В общем случае отчет
имеет следующую структуру: титульный лист; список исполни-
телей; реферат; содержание (оглавление); перечень сокращений,
символов и специальных терминов с их определениями; основ-
ную часть; список использованных источников; приложений. Ос-
новная часть отчета состоит из введения и обзора состояния во-
проса, обоснования направленности и цели испытаний, разделов,
отражающих методику, содержание и результаты испытаний, и
заключения (выводов и предложений). Отчет должен быть по воз-
можности кратким, а его заключение — устанавливать цели и
последовательность дальнейших испытаний, необходимость дора-
349
ботки конструкции вагона, целесообразность постройки опыт-
ной партии (образца) или серийного его производства и т. п.
С точке зрения методики и условий проведения испытаний
в практике вагоностроения различают следующие испытания:
стендовые (стационарные) — при расчетных или форсированных
условиях; линейные — в движении при расчетных или специ-
альных режимах нагруженности; эксплуатационные — при ре-
альных условиях и режимах нагруженности1.
В процессе создания новый вагон (узлы, системы), как пра-
вило, подвергают всем испытаниям в приведенной последователь-
ности. При испытаниях научно-поискового характера, а также
при контрольных испытаниях в процессе серийного производства
используют их методические разновидности, которые необходимы
и предусмотрены программой.
Стендовые (стационарные) испытания позволяют тщательно
изучить и проверить работу вагона (узла, элемента) при опре-
деленном режиме нагруженности, который можно создать на дан-
ной испытательной установке. При стендовых испытаниях ус-
пешно применяют сложную измерительную аппаратуру и кон-
тролируют работу исследуемого объекта в течение всего периода
испытаний. Стендовые испытания можно проводить в кругло-
суточном форсированном режиме, что ускоряет процесс выявле-
ния недостатков конструкции или достижения требуемого (пре-
дельного) состояния. Однако при стендовых испытаниях, как
правило, невозможно воссоздать действительные условия работы
конструкции в эксплуатации. Поэтому для оценки результатов
стендовых испытаний необходимы всесторонне обоснованные кри-
терии, обеспечивающие согласованность этой оценки с реальной
работоспособностью конструкции в эксплуатационных условиях.
Линейные испытания вагонов в движении при специальных
режимах нагруженности позволяют исследовать работоспособ-
ность вагона или его узла в приближенных к реальным условиям
и обеспечить требуемый уровень того или иного параметра нагру-
женности (полезной нагрузки, скоростей движения, разгона
и торможения, режима работы оборудования и т. п.) и внешние
факторы (характеристику пути, положение в составе поезда,
климатические условия и т. д.). Все это обеспечивает более до-
стоверную и комплексную проверку надежности испытуемого
объекта. Запланированные изменения режимов нагруженности
(специальное их форсирование и имитация критических ситуа-
ций) позволяют всесторонне оценить конструкцию, определить ее
фактические показатели и установить безопасные режимы экс-
плуатации. Для проведения линейных испытаний вагонов широко
используют специальные вагоны-лаборатории, оснащенные ап-
1 Термин «нагруженность» использован здесь в широком смысле; под ним
понимают как механические нагрузки (силы, давление, деформации, ускорения,
колебания), так и электрические, тепловые И климатические воздействия.
350
паратурой, которая позволяет дистанционно измерять необхо-
димые параметры и контролировать процессы, характеризующие
исследуемые свойства опытного образца. Вагон-лабораторию в ис-
пытательном поезде располагают обычно рядом с опытным ва-
гоном, что уменьшает длину кабелей и проводов, соединяющих
приборы-датчики, установленные на опытном вагоне, с регистри-
рующей, усилительной, анализирующей и другой аппаратурой
вагона-лаборатории. В отдельных случаях, главным образом
при испытаниях самоходного подвижного состава и небольшом
объеме измерений, обслуживающий персонал и измерительную
аппаратуру располагают непосредственно в испытуемом вагоне.
На основании стендовых и линейных испытаний опытного
вагона можно практически оценить все его важнейшие техниче-
ские характеристики и служебные показатели. Однако для про-
верки долговечности конструкции, износостойкости элементов,
надежности работы узлов и систем вагона в реальных условиях
эксплуатации при комплексном влиянии всех нагрузок, режимов
и внешних воздействий в течение достаточно длительного периода
принято до начала серийного производства проводить эксплуа-
тационные (ресурсные) испытания опытных образцов вагонов
опытно-промышленной партии. Эти испытания проводят в реаль-
ных эксплуатационных условиях, характерных для вагона дан-
ного типа. Продолжительность испытаний должна позволить
оценить различные климатические периоды, режимы эксплуата-
ции и показатели надежности объекта испытаний. Для этого
опытные вагоны вводят в составы обычных или специальных
поездов, где они выполняют эксплуатационную работу под не-
прерывным или периодическим наблюдением специалистов. Такие
испытания в зависимости от сложности и новизны объекта могут
продолжаться от четырех-шести до 12—15 месяцев и более.
При испытаниях вагонов большое значение имеет правильно
разработанная методика, использование новейшей аппаратуры,
оборудования и наиболее эффективных способов анализа полу-
чаемых данных. Методы испытаний вагонов разрабатывают и
совершенствуют во ВНИИВ и ЦНИИ МПС с участием специа-
листов вагоностроительных заводов и транспортных вузов. При
большом числе вновь создаваемых конструкций подвижного со-
става, значительном объеме и сложности комплекса их испытаний
особое значение приобретают вопросы стандартизации испытаний
вагонов, разработки методов ускоренных испытаний, унифика-
ции испытательного оборудования и развития экспериментально-
исследовательской базы.
В зависимости от конкретной направленности в практике
вагоностроения применяют следующие испытания: прочностные;
ходовые; тормозные; тягово-энергетические; теплотехнические;
по воздействию на путь и др.
В общем случае новый вагон в процессе его создания подвергают
всем видам функциональных испытаний. На практике некоторые
351
виды испытаний опускают, если для нового вагона были заим-
ствованы проверенное конструктивное решение, узел или система.
Например, при создании нового вагона не нужны тормозные
испытания, если система тормозного оборудования полностью
идентична применяемой на вагонах других типов, ранее уже
испытанных и отработанных.
§ 54.	ПРОЧНОСТНЫЕ И ХОДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ
Испытания с целью проверки прочности и ходовых качеств
являются одними из важнейших в общем комплексе испытаний
образца нового вагона. К этой группе относятся следующие
испытания: статические на прочность; динамические на прочность;
ходовые динамические.
Статические испытания на прочность проводят в стационар- s
ных условиях. Они заключаются в исследовании напряженного
состояния, деформаций, устойчивости и несущей способности
конструкции вагона (узла, элемента) при действии заданных
статических испытательных нагрузок, которые прикладывают
к конструкции при помощи соответствующего оборудования.
Статическим испытаниям обычно подвергают металлоконструкции
отдельно кузова вагона и тележек. При необходимости проводят
статические испытания на прочность отдельных узлов и элементов.
Схемы нагружения конструкции вагона при статических
испытаниях устанавливают, как правило, соответствующими
характеру действия основных видов эксплуатационных и рас-
четных нагрузок. Максимальная испытательная нагрузка при
статических испытаниях Р.. = Рр, где — коэффициент фор-
сирования; — расчетная (нормативная) нагрузка. При испы-
таниях несущей металлоконструкции вагона под действием (по-
очередно) отдельных нагрузок обычно принимают коэффициент
кф = 1,0 ч-3,0. Величину /?ф уточняют с учетом уровня нагружен-
ности конструкции данной нагрузкой по сравнению с суммарной
эксплуатационной нагрузкой и расчетными нормативами запасов
прочности и устойчивости.
Испытательные нагрузки прикладывают (создают) постепенно
(ступенями), например по цикличной схеме: 0—50%—100%—•
50%—0 и т. д. На каждой ступени испытательной нагрузки ре-
гистрируют показания приборов, фиксирующих напряжения и
деформации. Количество циклов испытательного нагружения
должно быть достаточным для получения достоверных данных.
Учитывая неизбежность случайных ошибок, обычно проводят
не менее трех циклов, что дает не менее 12 разностей полученных
показаний приборов.
По результатам статических испытаний определяют факти-
ческие напряжения в элементах конструкции от расчетных на-
грузок и суммарные напряжения от нормативных сочетаний
нагрузок. Эти напряжения обычно определяют, осредняя их
352
по симметричным точкам замеров для исключения влияния слу-
чайных факторов (неравномерности приложения испытательной
нагрузки, отклонений размеров деталей из-за допусков, погреш-
ностей измерений и т. д.). Осреднение измеренных напряжений
позволяет применять для оценки прочности расчетные нормативы
допускаемых напряжений и, таким образом, обеспечивать ло-
гическую связь результатов расчетов и испытаний. Анализ на-
пряженного состояния конструкции в характерных зонах поз-
воляет установить пригодность применяемых методов расчета и
более точно оценить ее фактическую несущую способность. Объем
измерений при статических испытаниях зависит от сложности
и новизны конструкции и от поставленных задач. При испыта-
ниях кузовов пассажирских вагонов количество точек измерения
напряжений достигает 600—800 и более.
I Если при статических испытаниях необходимо установить
разрушающую (предельную по несущей способности) нагрузку
на деталь, то испытательную нагрузку увеличивают небольшими
ступенями или непрерывно (но достаточно медленно) до тех пор,
пока деталь воспринимает это увеличение. Такие испытания про-
водят на специальных стендах с применением гидравлических
нагрузочных устройств, специальных приборов для контроля
нагрузки и с обеспечением техники безопасности при работе пер-
сонала. Метод статических испытаний на разрушение традиционно
применяют для проверки прочности литых деталей тележек гру-
зовых вагонов. Для удобства проведения статических испытаний
на прочность во ВНИИВ, ЦНИИ МПС и на вагоностроитель-
ных заводах имеются специальные стенды.
Динамические испытания вагонов и их узлов на прочность
проводят как на стендах, так и в натурных условиях движе-
ния, маневрового соударения, погрузки-выгрузки. Динами-
ческие стендовые прочностные испытания позволяют в стацио-
нарных условиях изучить динамическую прочность конструкции
при выбранных режимах нагрузки вибрационного или ударного
характера. Для этих испытаний нагрузку устанавливают на
основе реального распределения сил, действующих при эксплуа-
тации, или в виде условного форсированного режима. Схема
приложения динамических сил к конструкции должна быть воз-
можно ближе к схеме, соответствующей эксплуатации. Для та-
ких испытаний применяют гидравлические пульсаторы, электро-
магнитные вибростенды и специальные копровые установки.
Подобные стенды есть во ВНИИВ, ЦНИИ7МПС и на вагоностро-
ительных заводах. Стендовые испытания на динамическую проч-
ность ведут до разрушения опытных образцов или до достижения
базового числа циклов.
Динамические стендовые испытания по оценке частотных
характеристик вагона и демпфирования в рессорном подвешивании
предусматривают исследование колебаний вагона как механи-
ческой системы. В этом случае специальным оборудованием воз-
353
буждают необходимые колебания вагона, что позволяет экспери-
ментально установить собственные частоты колебаний и скорость
их затухания. Стенды и приспособления для таких испытаний
имеются в Калининском и Рижском филиалах ВНИИВ.
На основании стендовых динамических испытаний на проч-
ность определяют предел выносливости конструкции и зависимость
долговечности детали от величины нагрузки. По этим данным
оценивают запас прочности детали, а также некоторые другие
факторы (эффективный коэффициент концентрации, рассеива-
ние прочности и др.). Наиболее точную оценку получают при
использовании надежных экспериментальных данных о вероят-
ностном распределении эксплуатационных нагрузок. По резуль-
татам частотных стендовых динамических испытаний устанавли-
вают частоты собственных колебаний системы, значения которых
сопоставляют с нормативными или расчетными величинами.,
В частности, по результатам этих испытаний определяют собствен-
ную частоту изгибных колебаний кузовов пассажирских вагонов,
имеющую важное значение для обеспечения плавности их хода.
В натурные динамические испытания вагонов на прочность
при эксплуатационных режимах работы входят динамические
прочностные линейные испытания, испытания на соударения и
испытания при погрузке-выгрузке. Данные испытания, как пра-
вило, проводят с полностью достроенными и снабженными всем
проектным оборудованием вагонами. Величина полезной нагрузки
в вагоне зависит от цели испытаний и ее устанавливают в про-
грамме, как и некоторые другие условия: скорости движения,
расположение вагонов в поезде и т. д.
При динамических прочностных линейных испытаниях ана-
лизируют напряженное состояние элементов конструкции ва-
гона и определяют величины отдельных динамических сил, воз-
никающих при движении вагона в поезде с разными скоростями
по различным участкам пути. Результаты таких испытаний поз-
воляют точнее оценить действительное напряженное состояние
и несущую способность конструкции, сравнив их с результатами
предварительного расчета, а также более точно определить экс-
плуатационные нагрузки. Это необходимо для обоснования ре-
жимов стендовых испытаний деталей, уточнения методов теоре-
тических расчетов и расчетных нормативов. Достоверность ре-
зультатов данных испытаний зависит от характера и параметров
участков железнодорожного пути, на которых проходят опытные
поездки, и режимов движения.
В зависимости от конкретной цели (получение вероятных
максимальных сил и напряжений, статистических распределений
повторяемости и т. п.) в рабочей методике линейных динамико-
прочностных испытаний предусматривают соответствующую по-
следовательность и объем измерений. В общем случае измерения
проводят как на характерных заранее выбранных отрезках же-
лезнодорожного пути определенной длины, конструкции и со-
354
Стояния, так й на случайных отрезках пути при движении по мар-
шруту значительной протяженности. Результаты линейных ди-
намических испытаний анализируют с учетом вероятностно-
статистических представлений. Для надежной оценки безо-
пасности движения вагона при высоких скоростях необходимо,
чтобы максимальная скорость движения при испытаниях на
10—20 км/ч превышала расчетную конструкционную скорость
вагона.
Динамические прочностные испытания вагона на соударение и
испытания при погрузке-выгрузке позволяют получить досто-
верные экспериментальные величины усилий, ускорений, дефор-
маций и напряжений, возникающих при соответствующих ус-
ловиях эксплуатационного нагружения. Режимы этих испытаний
устанавливают с учетом наиболее тяжелых возможных (или до-
пустимых) случаев нагружения и ожидаемой повторяемости дей-
ствия нагрузок в эксплуатации. В отдельных случаях испыта-
тельные режимы можно форсировать для оценки предельной
несущей способности вагона или его элемента. Методика этих
испытаний, объем и последовательность измерений зависят от
конкретной постановки задачи.
В целях изучения эффективности и работоспособности ударно-
сцепных устройств испытания на соударение проводят с загру-
женными вагонами при максимальных скоростях набегания ва-
гона-бойка до 10—15 км/ч. Подобный режим используют при
исследовании прочности кузова и рамы вагона. Одновременно
для изучения прочности узлов соединения кузова с тележкой и
прочности крепления оборудования вагона целесообразно про-
водить соударения порожних вагонов, ориентируясь на получе-
ние ударных сил, равных максимальным расчетным значениям
или даже несколько превышающих их. В испытаниях при погрузке-
выгрузке можно предусмотреть изучение прочности конструкции
в режимах загрузки вагона автопогрузчиком, грейферным краном,
экскаватором и т. д., а также в режимах выгрузки на вагопо-
опрокидывателе или другим способом.
Динамические ходовые испытания вагонов проводят для про-
верки безопасности движения, оценки ходовых качеств в отно-
шении комфорта пассажиров, воздействия на перевозимый груз
и установления допустимых скоростей движения. Поскольку
эти испытания также предусматривают серию поездок опытного
вагона с разными скоростями по железнодорожным путям раз-
личного состояния и конструкции, их можно объединить с ди-
намическими прочностными линейными испытаниями по времени
и месту проведения. Ходовые испытания проводят для полностью
загруженного и для порожнего состояний вагонов, а часто и для
их частичной загрузки. При ходовых испытаниях вагонов опре-
деляют следующие основные динамические показатели экипажа:
характер и частоты колебаний кузова и тележек: вертикальные
и горизонтальные динамические силы, действующие на ко-
355
лесные пары; вертикальные и горизонтальные ускорения ку-
зова и тележек; прогибы рессор; перемещения элементов те-
лежки.
В зависимости от конкретной постановки задачи устанавли-
вают число и последовательность измерений показателей ходовых
качеств. Для оценки ходовых качеств вагонов в практике испы-
таний используют критерии, рассмотренные в § 5. Допускае-
мую скорость движения вагона определяют как по условиям
безопасности (устойчивость от схода с рельс, прочность элемен-
тов ходовых частей, нормальная работа рессор, воздействие
на путь), так и по условиям допустимого ускорения в кузове
вагона или показателя плавности хода.
Ходовые испытания опытных вагонов можно проводить как
на специальных экспериментальных полигонах, так и на участках
эксплуатационной сети железных дорог. Максимальная скорость
движения при ходовых испытаниях должна по возможности на
10—20 км/ч превышать проектную конструкционную скорость
движения вагона. Состояние пути на участке, где проводят хо-
довые испытания, должно быть типичным для сети железных
дорог и соответствовать хорошей оценке по применяемым мето-
дам контроля, если в задачу испытаний не входит проверка хо-
довых качеств вагона специально на путях худшего состояния.
Ходовые качества вагона измеряют на различных участках пути,
учитывая соображения, отмеченные ранее для динамико-проч-
ностных линейных испытаний. Опытные поездки необходимо
начинать с малых скоростей движения (40—50 км/ч), а затем,
оперативно анализируя материалы измерений, постепенно повы-
шать скорости. Особую осторожность следует соблюдать при пе-
реходе к качественно новым скоростям движения.
Кроме перечисленных основных испытаний, при необходимо-
сти проводят специальные (например, испытания напряженного
состояния осей колесных пар, проверку динамических параметров
колесных пар и привода подвагонных генераторов, воздействия
на путь и т. д.).
При прочностных и ходовых испытаниях вагона применяют
специальную аппаратуру и приборы, позволяющие исследовать
и регистрировать напряжения, ускорения, силы, деформации,
колебания и т. д. Особое распространение в практике вагоностро-
ения получили методы электротензометрии. Для измерения виб-
раций, ускорений и перемещений применяют приборы с датчиками
индукционного, пьезоэлектрического и реостатного типа. Пока-
зания приборов при статических испытаниях регистируют обычно
визуальным отсчетом по шкале усилителя. В последние годы
находит применение аппаратура, фиксирующая результаты из-
мерений на бумажную ленту при помощи печатающего устройства.
Результаты динамико-прочностных и ходовых испытаний ре-
гистрируют на фотобумажных лентах при помощи светолучевых
осциллографов. Наибольшее распространение получили осцилло-
356
графы Н-004М и К-20-21, позволяющие фиксировать на ленте
шириной 190—200 мм до 20 процессов одновременно.
В последние годы при экспериментальных исследованиях
вагонов применяют новые методы, позволяющие автоматизиро-
ванно обрабатывать записи процессов, регистрируемых при хо-
довых и динамико-прочностных испытаниях. Эти методы основаны
на записи динамических процессов на магнитную ленту и вос-
произведении их в аналоговой или цифровой форме при введе-
нии в электронно-вычислительные машины. Применяют также
специальные вычислительные устройства, позволяющие полу-
чить те или иные характеристики непосредственно в процессе
проведения опыта.
Динамические процессы регистрируют на магнитную ленту
при помощи магнитографов точной записи, использующих раз-
личные виды модуляции сигнала и позволяющих регистрировать
сигналы с частотным диапазоном до десятков килогерц. Важными
преимуществами этого вида записи измерительной информации
являются большая емкость, высокая точность записи и воспро-
изведения сигналов, широкий диапазон регистрируемых частот,
удобство преобразования аналоговых сигналов для ввода в вы-
числительные устройства. Сигналы, записанные на магнитную
ленту, можно воспроизводить (перезаписывать) на осциллогра-
фическую бумагу. Основные технические характеристики неко-
торых применяемых магнитографов приведены в табл. 24.
Для получения некоторых характеристик процессов непосред-
ственно при опыте применяют анализатор случайных сигналов
(АСС-8), разработанный Рижским филиалом ВНИИВ совместно
с Пензенским политехническим институтом. Для анализа уско-
рений применяют аппаратуру «Кристалл», специально разрабо-
танную в Рижском филиале ВНИИВ для исследования динамики
вагонов. Она позволяет записывать ускорения на магнитную
ленту или осциллографическую бумагу в заданном диапазоне
частот до 16 000 Гц при помощи фильтров с крутизной среза
38 дВ на октаву. Прибор имеет на каждом канале выход измери-
Таблица 24
Наименование	Магнитограф				
	«Астра»	Н-ОЗб	М2-8 (на базе КЗМ-10)	ЕММ-141 «Тесла»	КТР-207 «Киова»
Число рабочих каналов	14	6	7	13	6
Динамический диапазон, дВ	38—45	36—40	46	36	40—45
Максимальное время записи, мин		240	240	30	240	120
Число ступеней скорости движения ленты ....	6	4	1	4	4
Ширина ленты, мм ... .	25,4	12,7	35	25,4	12,7
357
теля текущего среднего квадратического отклонения процесса.
Кроме того, прибор допускает измерения плавности хода в еди-
ницах Шперлинга по показаниям стрелочного прибора.
Динамические процессы, записанные на магнитную ленту,
обрабатывают в лабораторных условиях на ЭВМ, которые допол-
няют устройствами ввода информации — аналого-цифровыми пре-
образователями (АЦП). Если ЭВМ имеют небольшую оператив-
ную память, АЦП комбинируют со специальными устройствами
уплотнения информации.
§ 55.	ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
При исследованиях теплотехнических качеств пассажирских 
вагонов определяют следующие параметры: средний коэффици-
ент теплопередачи ограждений кузова; герметичность кузова;
температурно-влажностный режим в кузове; теплотехнические
характеристики; надежность отдельных систем и агрегатов.
Коэффициент теплопередачи ограждений определяют в стацио-
нарных условиях в закрытом помещении. Наиболее удобно эти
испытания проводить в специально оборудованных «климатиче-
ских» камерах, где можно создать заданные температурные и
Другие условия, в том числе обдувание вагона воздушным пото-
ком, имитирующим движение поезда с необходимой скоростью.
В отдельных случаях эти испытания при благоприятных атмо-
сферных условиях можно проводить и под открытым небом.
Средним коэффициентом теплопередачи ограждающих конструк-
ций вагона называют количество тепла, проходящее в среднем
через 1 м2 поверхности (пола, стен, крыши, окон и т. д.) вагона
за 1 ч при разности температур воздуха внутри и снаружи вагона,
равной 1°С. Для определения среднего коэффициента тепло- .
передачи воздух внутри вагона нагревают электропечами до
установления постоянного перепада (разности) температур воз-
духа внутри и снаружи вагона. За начало постоянного перепада
температур принимают тот момент, при котором достигнутое
максимальное значение перепада стабильно продержится не
менее 4 ч.
Мощность электропечей, устанавливаемых в вагоне, выби-
рают по данным расчета в зависимости от типа и размеров вагона,
предполагаемого значения коэффициента теплопередачи и требу-
емого перепада температур воздуха снаружи и внутри вагона.
В практике отечественного вагоностроения принято проводить
такие испытания при обеспечении перепада температур внутри
и снаружи вагона не менее 25° С.
Температуру воздуха внутри и снаружи вагона измеряют
дистанционными термометрами при использовании термостанции,
располагаемой вне вагона. Расход электроэнергии на обогрев
внутреннего объема вагона измеряют электросчетчиками. Термо-
метры внутри вагона устанавливают обычно на трех уровнях
358
по высоте и в нескольких сечениях по его длине, примерно через
jt	каждые 5 м. Для измерения температуры наружного воздуха
"в,	устанавливают по одному-двум термометрам около середины
,Т'	внешних поверхностей боковых и торцовых стен, пола и крыши
<	на расстоянии —200 мм. После достижения постоянного пере-
*•’&	пада температур снаружи и внутри вагона проводят цикл изме-
рений в течение расчетного периода. Для обеспечения достовер-
, ' ности результатов испытаний продолжительность их расчетного
г периода принимают равной не менее 8 ч для закрытых помеще-
ний и 18 ч — для открытого воздуха.
' 1 Коэффициент теплопередачи, определяемый по средним ре-
зультатам испытаний,
к-=
10001F
Ft (/в — tlt) ’
где IF — расход электроэнергии на нагрев воздуха внутри ва-
гона, кВт-ч; F—среднее геометрическое значение внутренней
и наружной поверхностей вагона, м2; т — продолжительность
расчетного периода испытаний, ч; tB и tH — средняя темпера-
тура соответственно внутри и снаружи вагона, ° С.
Полученный коэффициент теплопередачи сопоставляют с тре-
буемыми значениями, установленными стандартами и техничес-
кой документацией.
Данная методика испытаний позволяет определить статиче-
кий коэффициент теплопередачи, при котором воздухообмен
внутреннего помещения вагона и окружающей среды через не-
плотности незначителен. Однако в реальных условиях эксплуа-
тации условия теплообмена вагона и окружающей среды изме-
няются, причем влияние воздухообмена на тепловые потери ва-
гона оказывается весьма существенным. Исследования ВНИИВ
показали, что коэффициент теплопередачи пассажирских ваго-
нов зависит от скорости их движения, т. е.
КДВ = К(1 +Си),
где Кди — коэффициент теплопередачи в условиях движения
со скоростью v; К — статический коэффициент теплопередачи;
С — коэффициент пропорциональности; С = 0,003-^-0,007 —
в зависимости от степени герметичности кузова; v — скорость
движения, км/ч.
Герметичность конструкции кузова вагона наиболее правильно
определять, измеряя воздухообмен внутреннего объема вагона
и окружающей среды. Однако из-за методических трудностей
обычно используют косвенный метод оценки, определяя подпор
воздуха во внутренних помещениях при работающей системе
приточной вентиляции. Подпором воздуха называют избыточное
давление относительно окружающей среды при работе системы
приточной вентиляции. Подпор принято обозначить символом Ар
359
и измерять в Паскалях или в мм вод. ст. (1 Па 0,1 мм вод. ст.).
Методика определения подпора воздуха в пассажирских вагонах
регламентирована отраслевыми руководящими материалами.
Перед испытаниями выполняют следующие подготовительные
работы: проверяют исправность системы вентиляции и ее соот-
ветствие паспортным данным; контролируют исправность всех
дверей, окон, дефлекторов, люков и т. д. Двери, окна и другие
устройства, через которые происходит сообщение воздуха внутри
вагона с окружающей средой, после проверки плотно закрывают. .
Избыточное давление (или разрежение) внутри вагона измеряют
мембранным микроманометром, например тягонапоромером
ТНМ-П1 (модель 2007). В стационарных условиях можно ис-
пользовать жидкостные микроманометры. Во время испытаний
оператор с прибором находится внутри исследуемого вагона.
Измерения выполняют при режимах работы системы вентиляции,
установленных программой испытаний. Замеры проводят на
стоянке и при движении вагона с различными скоростями —
вплоть до конструкционной скорости (измерения при скоро-
сти 120 км/ч обязательны). Значение подпора при каждом режиме
испытаний рассчитывают как среднее арифметическое получен-
ных результатов. Для обеспечения необходимой статистической
достоверности опытных данных количество измерений при каждом
режиме не должно быть менее 10.
Экспериментальное определение температурно-влажностного
режима среды внутри пассажирского вагона является одним
из способов проверки теплотехнических и климатических ком-
фортных условий проезда пассажиров. С этой целью измеряют
температуру, влажность и скорость движения воздуха в опре-
деленных точках помещений вагона в различных зонах по их
длине, ширине и высоте.
Параметры температурно-влажностного режима в вагоне сле-
дующие: температура воздуха в пассажирских и служебных
помещениях; разность температур воздуха в помещениях по
высоте и длине вагона; температура подаваемого в вагон воздуха
на выходе из вентиляционных выпусков; температура внутренних
поверхностей ограждений помещений вагона; температура по-
верхности кожухов отопительных приборов; относительная влаж-
ность воздуха в вагоне; скорость движения воздуха в пассажир-
ском помещении.
Температуру воздуха, как правило, измеряют в трех сечениях
по длине вагона и на трех уровнях по высоте в каждом сечении
(100, 1000 и 1700 мм от пола). Относительную влажность воздуха
измеряют во всех сечениях в их средней зоне по высоте. Темпера-
туру измеряют термометрами сопротивления (терморезисторами
и термисторами), а влажность — аспирационными психрометрами
(психрометрами Ассмана) или гигрометрами. Для регистрации
показаний термометров сопротивления применяют термостан-
ции или электронные автоматические мосты. Скорости движения
360
воздуха измеряют непосредственно анемометрами или по дина-
мическому давлению (напору) при помощи микроманометров.
Количество и расположение точек измерения, а также последо-
вательность измерений температуры, скорости и влажности воз-
духа устанавливают в программе испытаний. На основании ре-
зультатов испытаний оценивают общую эффективность систем
обогрева и охлаждения воздуха и проверяют обеспеченность в ва-
гоне заданных в технической документации температурно-ком-
фортных условий.
В комплекс теплотехнических испытаний пассажирского ва-
гона входят работы по исследованию и определению теплотех-
нических характеристик и режимов работы его отдельных систем
и агрегатов оборудования. Такие работы включают определение
следующих параметров: производительности системы вентиляции
при различных условиях и режимах ее работы по скорости воз-
душного потока в воздуховоде; теплопроизводительности кало-
рифера измерением температуры воздуха до и после калорифера;
теплопроизводительности водяного отопления измерением тем-
пературы воды в характерных точках разводящей системы труб,
температуры воздуха вблизи труб и расхода воды; теплопроизво-
дительности электрического отопления замером расхода электро-
энергии; холодопроизводительности холодильной установки из-
мерением температуры воздуха до и после ее испарителя или
замером параметров хладагента (температуры и давления) в ха-
рактерных точках системы; скорости и точности регулирования
автоматическими устройствами теплового режима в вагоне.
Описанные разновидности теплотехнических испытаний ха-
рактерны также для вагонов городского рельсового транспорта,
рефрижераторного подвижного состава и некоторых специализи-
рованных грузовых вагонов.
§ 56.	ТОРМОЗНЫЕ И ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ
ИСПЫТАНИЯ
Основной целью тормозных испытаний является проверка
тормозной эффективности вагона при движении с различными
скоростями в порожнем и груженом состоянии. По результатам
тормозных испытаний оценивают условия безопасности движения
вагонов и допустимые скорости их движения. Тормозным ис-
пытаниям подвергают все вновь строящиеся вагоны, у которых
имеются отличительные конструктивные особенности тормозного
оборудования. В общем случае тормозные испытания можно
разделить на два вида испытаний: стационарные и поездные
(динамические).
При стационарных испытаниях обычно определяют и прове-
ряют следующее: плотность воздухопроводов тормозной системы;
особенности кинематики рычажной передачи при имитации новых
и изношенных тормозных колодок и колес; время наполнения
361
тормозных цилиндров; время отпуска тормозов; выход штока
тормозных цилиндров; давления воздуха в тормозном цилиндре,
резервуарах и тормозной магистрали; стабильность работы регу-
лятора рычажной передачи, авторежима, стояночного или руч-
ного тормоза; КПД рычажной передачи и т. д.
При наличии в тормозных системах вагонов электромехани-
ческих и других специальных устройств (электромагнитного
тормоза, электровоздухораспределителя, соленоидного тормоза,
срывного клапана и т. п.) при стационарных испытаниях опре-
деляют их работоспособность, силу тока и напряжение или дру-
гие параметры, при которых обеспечивается нормальная работа
этих устройств. После стационарных испытаний, установивших
удовлетворительную работоспособность тормозов, проводят по-
ездные испытания, главная задача которых — оценка тормоз-
ной эффективности и надежности тормозного оборудования при
движении вагона. Экспериментально длины тормозных путей
несамоходных вагонов определяют методом «бросания» или при
испытаниях их в сцепе.
В первом случае разогнанный до заданной скорости испытуе-
мый вагон в момент начала торможения автоматически отцепляют
от локомотива, и вагон продолжает самостоятельное движение
до остановки. Длина пути, пройденного вагоном от момента
отцепки до полной остановки, и будет фактическим тормозным
путем. В тех случаях, когда метод «бросания» неосуществим,
так как требует специального участка пути, испытуемый вагон
ставят в опытный сцеп из локомотива, опытного вагона и вагона-
лаборатории, а затем проводят торможение сцепа с заданной ско-
рости тормозными средствами только испытуемого вагона без
его отцепки. При этом замеряют тормозной путь сцепа, а по соот-
ношению весов испытуемого вагона и всего сцепа определяют
пересчетом тормозной путь опытного вагона.
При динамических тормозных испытаниях самоходных ва-
гонов последние самостоятельно разгоняются до заданной ско-
рости и тормозят до остановки. Тормозной путь равен длине
пути, пройденного вагоном (поездом) с момента начала торможе-
ния до полной остановки. Для повышения точности эксперимента и
исключения случайных факторов при динамических тормозных ис-
пытаниях необходимо использовать не один опытный вагон, а нес-
колько вагонов одного типа. Это обеспечивает осреднение фактиче-
ских величин коэффициента трения тормозных колодок и основ-
ного удельного сопротивления. Коэффициенты трения зависят
от скорости, поэтому динамические тормозные испытания ваго-
нов проводят для всего диапазона скоростей движения испытуе-
мого вагона, повторяя каждый опыт не менее 3 раз. При наличии
в вагоне нескольких видов тормозов (пневматического, электри-
ческого и электромагнитного) длину тормозного пути определяют
при действии каждого тормоза отдельно, а затем при их совмест-
ном действии.
362
В процессе динамических тормозных испытаний определяют
следующие параметры: время и путь подготовки тормозов от
подачи сигнала торможения до появления тормозного эффекта;
время и путь торможения, при которых действует тормозное уси-
лие; полный тормозной путь от момента подачи сигнала тормо-
жения до полной остановки; давления воздуха в тормозном ци-
линдре, запасном резервуаре и тормозной магистрали; усилия в
элементах рычажной передачи; выход штока тормозного цилиндра;
силы тока и напряжения питания электрических тормозных
устройств; моменты срабатывания противогазных устройств и др.
Динамические тормозные испытания обычно проводят на пря-
мых горизонтальных участках пути с порожними и гружеными
вагонами, выполняя режимы служебного и экстренного тормо-
жения. Эффективность электрического торможения как реостат-
ного, так и рекуперативного, обычно проверяют одновременно
с тягово-энергетическими испытаниями моторных вагонов.
Для вагонов электроподвижного состава (вагонов метропо-
литена, трамвая и электропоездов) большое значение имеет опре-
деление и проверка в натурных условиях их тягово-энергетиче-
ских характеристик, скоростных и тормозных параметров, вре-
мени сборки электрических схем и срабатывания аппаратов,
их коммутационных свойств, нагрева и устойчивости работы эле-
ментов тягового оборудования и других параметров.
В общем случае при тягово-энергетических испытаниях ва-
гонов электроподвижного состава определяют следующие пара-
метры:
установившуюся скорость движения вагона или поезда в по-
рожнем состоянии и с максимальной нагрузкой на горизонталь-
ном участке пути при всех ходовых позициях контроллера;
наибольшую скорость при максимальной нагрузке на расчет-
ном подъеме;
время и длину пути разгона до максимальной скорости на
характерных профилях при максимальной и номинальной нагруз-
ках, а также скорости выхода вагона (поезда) в режим работы
по автоматической характеристике тяговых электродвигателей;
ускорения при разгоне на горизонтальном пути с момента
включения тяговых двигателей до выхода на автоматическую
характеристику, а также при каждой ступени ослабления магнит-
ного поля двигателей и среднее значение от момента пуска до
достижения конструкционной или заданной скорости движения;
напряжения и силы тока, потребляемого тяговыми электро-
двигателями при различных схемах их соединения, различных
ходовых позициях и пуске порожнего и груженого вагонов;
расход электроэнергии при тяговом режиме порожнего и
груженого вагонов;
длины тормозных путей порожнего и груженого вагонов,
начиная с различной скорости начала торможения при экстрен-
ном и служебном торможении;
363
замедления (максимальные и средние) при всех видах тормо-
жения на горизонтальном участке для порожнего и груженого
вагонов;
влияние изменения напряжения в контактной сети, а также
пульсации тока в контактной сети и цепи тяговых двигателей
на тяговые и тормозные параметры вагона при различных режи-
мах разгона и торможения;
класс коммутации тяговых электродвигателей при максималь-
ных нагрузках в режимах ослабленного и полного магнитного
поля, а также при переходных процессах в период пуска и тор-
можения вагонов;
температуру нагрева элементов тягового и вспомогательного
электрооборудования (обмоток и коллекторов тяговых двигателей,
индуктивных шунтов, резисторов и т. п.) при часовом и длитель-
ном режимах работы;
силу тока и напряжение при электрическом (рекуперативном
и реостатном) торможении на двигателях, работающих в гене-
раторном режиме;
рекуперируемую электроэнергию в зависимости от скорости
движения вагона и напряжения потребителя;
характер переходных электромагнитных процессов в эле-
ментах электрической схемы вагона;
безопасность движения вагонов при возможных неисправно-
стях отдельных приборов, аппаратов или узла электрообору-
дования и т. д.
При тягово-энергетических испытаниях вагонов электропод-
вижного состава, оборудованных системами автоматизирован-
ного управления движением поезда, автоматического регулирова-
ния скорости, системами резервного пуска и т. п., дополнительно
определяют взаимодействия этих систем между собой, с электро-
тяговым оборудованием вагона и с устройствами СЦБ. При под-
готовке и проведении тягово-энергетических испытаний особое
внимание обращают на соблюдение правил безопасности. Во
время испытаний многие приборы соединены с силовыми цепями
электрооборудования вагонов и представляют собой источник повы-
шенной электроопасности для персонала. Для обеспечения безо-
пасности всех участников испытаний необходимо строго соблю-
дать специальные технические и организационные мероприятия.
Тягово-энергетические испытания вагонов электроподвиж-
ного состава представляют собой достаточно сложные научно-
экспериментальные исследования. Поэтому применяемая для их
проведения аппаратура должна иметь высокий класс точности
и широкий диапазон частот. Измерительные цепи и регистрирую-
щая аппаратура должны исключать влияние электромагнитных
и других помех. Применяемую при тягово-энергетических и
тормозных испытаниях аппаратуру приспособляют для возмож-
ности использования автоматизированных способов обработки
получаемых экспериментальных данных.
364
§ 57.	ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЙ
Общая цель эксплуатационных испытаний — проверка пра-
вильности проектных решений, достоверности принятых допу-
щений при теоретических расчетах и предшествующих видах
испытаний. Эксплуатационным испытаниям подвергают опыт-
ные образцы или опытно-промышленные партии вагонов. По
установившейся практике эксплуатационные испытания вагонов
проводят в нормальных общесетевых условиях, на специальных
замкнутых маршрутах и на экспериментальных полигонах. При
общесетевой эксплуатации вагонов показатели их фактической
работоспособности определяют по отчетным материалам соответ-
ствующих служб или организуют осмотры при фиксации случаев
отцепок вагонов из поезда, при изучении их состояния во время
плановых видов ремонта, а также при выборочном освидетель-
ствовании вагонов в поездах.
В процессе анализа информации о неисправностях имеют
место трудности, особенно при определении причин и условий
возникновения неисправностей. Трудности обусловлены тем, что
диапазон воздействий на вагон при общесетевой эксплуатации
очень широк. Последнее относится в большей мере к грузовым
вагонам, однако имеются трудности организации эксплуатацион-
ных общесетевых испытаний и для пассажирских вагонов. Эти
вагоны имеют депо приписки, но условия их эксплуатации на
отдельных постоянных маршрутах нельзя распространять на
всю сеть железных дорог (различное состояние пути, разные
скорости движения, загруженность, климатические условия
и т. д.).
Перечисленные факторы приводят к большому разбросу по-
лучаемых данных при невысокой их достоверности. Влияние раз-
броса данных эксплуатационных испытаний опытных вагонов
и их узлов в общесетевых условиях можно компенсировать уве-
личением количества испытуемых объектов и применением ста-
тистических методов обработки результатов. Однако это требует
материальных затрат и часто приводит к удлинению сроков
внедрения образцов новой техники. В то же время данные осмот-
ров, наблюдений и отчетные сведения МПС и других потребите-
лей о работе вагонов эксплуатируемого парка очень полезны
для оценки надежности вагонов серийного выпуска и обоснова-
ния рекомендаций по их совершенствованию.
При эксплуатационных испытаниях на специальных замкнутых
маршрутах опытные вагоны постоянно находятся под наблюдением
выделенного персонала, который систематически регистрирует
показатели работ вагонов и фиксирует время появления, вид
и характер возникновения неисправностей. Анализируя резуль-
таты эксплуатационных испытаний, полученные в опытных мар-
шрутах, обращают внимание на степень соответствия условий
этих испытаний общесетевым или заданным условиям. Еще в боль-
365
шей мере эти обстоятельства необходимо учитывать при испыта-
ниях на экспериментальных полигонах. Например, эксплуата-
ционные пробеговые испытания вагонов часто проводят на Опыт-
ном кольце ЦНИИ МПС (ст. Щербинка), где вагоны работают
с постоянной загрузкой, путевое хозяйство находится в лучшем
состоянии, чем среднесетевое, режим вождения поездов по кольцу
практически исключает соударения вагонов, движение проис-
ходит непрерывно по кривому пути, отсутствуют воздействия
на вагон погрузочно-разгрузочных механизмов и т. д. Следова-
тельно, испытания вагонов на экспериментальном кольце поз-
воляют оценить главным образом только работу ходовых частей.
Характерной чертой эксплуатационных испытаний является
их длительность. В обычных условиях они продолжаются 6—
8 месяцев, а иногда год и более. Такая продолжительность необ-
ходима для определения надежности вагонов и их узлов с учетом
влияния погодно-климатических факторов, коррозии и т. п.
Если эксплуатационные испытания проводят с целью опре-
деления показателей надежности, то их можно ускорить уве-
личением повторяемости действия эксплуатационных нагрузок
и характерных их сочетаний или повышением прикладываемых
нагрузок. Например, изучать воздействие на грузовые вагоны
накладного вибратора, используемого при разгрузке, можно
при специально организованных испытаниях в течение несколь-
ких дней, что в 500—600 раз ускоряет получение результатов
по сравнению с испытаниями в нормальных эксплуатационных
условиях. Большое значение имеет достоверность пересчета ре-
зультатов ускоренных испытаний в показатели нормальной экс-
плуатации. При отсутствии обоснованных методов пересчета
следует применять способ сравнительных испытаний, когда в иден-
тичных условиях исследуют работу новой конструкции при не-
посредственном сопоставлении ее с конструкцией, по которой
уже имеются результаты многолетнего опыта эксплуатации.
Важной задачей эксплуатационных испытаний грузовых ва-
гонов является определение функциональной пригодности кон-
струкции вагона, удобства обслуживания при выполнении по-
грузочно-разгрузочных и ремонтных работ с использованием
механизации, а также проверка выполнения требований техники
безопасности и т. д. При эксплуатационных испытаниях пассажир-
ских вагонов обращают внимание на эргономические и эстети-
ческие характеристики вагона.
§ 58.	РАЗВИТИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ
БАЗЫ ВАГОНОСТРОЕНИЯ
Технический прогресс железнодорожного транспорта и свя-
занные с ним задачи создания новых надежных экономич-
ных и удобных конструкций подвижного состава обусловливают
необходимость развития экспериментально-исследовательской
базы. Высокий технический уровень вагонов и перспективные
266
разработки их новых конструкций нельзя обеспечить без боль-
шого объема научно обоснованных экспериментов. Поэтому как
в СССР, так и за рубежом в последние годы усилено внимание
к расширению научно-экспериментальной базы транспортного
машиностроения. Особое значение придают созданию специаль-
ных стендов, испытательных полигонов и установок, позволя-
ющих проводить исследования опытных конструкций подвижного
состава при характерных режимах и условиях. Наибольшее
значение имеют климатические лаборатории, катковые стенды,
испытательные полигоны, стенды для усталостных и ударных
испытаний, испытаний статическими продольными нагрузками
и т. д.
Климатические лаборатории для испытаний железнодорожного
подвижного состава имеются во многих странах. В 1961 г. в Ав-
стрии была построена первая лаборатория отдела исследований
МСЖД, названная «Вена-Арсенал». Эта лаборатория имеет две
камеры искусственного климата, размеры которых позволяют
исследовать натурные образцы вагонов и локомотивов. В одной
из камер теплотехнические испытания проводят в условиях аэро-
динамического обдувания объекта со скоростью 120 км/ч воздуш-
ным потоком с температурой от —45 до 50° С. В другой камере
обеспечен тот же диапазон температур при неподвижной воздуш-
ной среде. В обеих камерах можно регулировать влажность
воздуха, имитировать солнечную радиацию и т. д. В 1973 г,
начаты работы по модернизации этой испытательной станции
с целью увеличения скорости обдувания до 250 км/ч и установки
в климатической камере тормозного испытательного стенда.
Климатические лаборатории построены также в ФРГ, Франции,
Италии и США.
Проект лаборатории, превосходящей по своим техническим
характеристикам зарубежные, создан в СССР. Климатические
камеры малых размеров для испытаний отдельных агрегатов
и узлов уже функционируют в ЦНИИ МПС, ВНИТИ и ВНИИВ.
Первые катковые стенды, позволяющие имитировать работу
ходовых частей экипажа в стационарных условиях, появились
в прошлом веке для исследований паровозов. В настоящее время
известно более 20 катковых станций различной конструкции. Наи-
более известны стенды испытательной станции Витри-сюр-Сен
во Франции. Катковый стенд для испытаний локомотивов, постро-
енный в 1933 г., неоднократно модернизировали. В 1966 г. здесь
был установлен катковый стенд для динамических испытаний
систем подрессоривания экипажей.
Катковый стенд для локомотивов позволяет проводить иссле-
дования тягового привода при переменных мощности и частоте
вращения колесных пар. Катковые устройства стенда оборудованы
гидравлическими тормозами, обеспечивающими поглощение энер-
гии до 1400 кВтот каждой оси при максимальной скорости 200 км/ч.
Катковый стенд для исследования ходовых частей и рессорного
367
подвешивания транспортных экипажей позволяет имитировать
скорость движения от 0 до 250 км/ч при нагрузке от колесной пары
вагона на катки до 20 тс. Катки стенда могут совершать переме-
щения, имитирующие кинематические возмущения при движении
экипажа по рельсовому пути. Амплитуда вертикальных переме-
щений достигает 7,5 мм, а горизонтальных 20 мм.
В 1956 г. был построен катковый стенд для испытания тележек
вагонов в Институте железодорожного подвижного состава (ГДР).
В 1967 г. конструкция стенда была изменена для возможности
испытания натурных вагонов. Рабочие органы стенда были уста-
новлены на железобетонный подрессоренный фундамент. Для
имитации влияния неровностей пути и рельсовых стыков на по-
верхности катков предусмотрены специальные неровности. Для
имитации извилистого движения тележек на стенде предусмотрены
пневматические устройства с электромагнитным управлением.
Электродвигатели катков стенда можно переключать в генератор-
ный режим, т. е. осуществлять режим торможения или тягового
сопротивления. Максимальная скорость движения на стенде
достигает 250 км/ч. Наибольшая нагрузка от колесной пары
испытуемого вагона на катки равна 30 тс. Подобные стенды по-
строены на вагоностроительном заводе «Вагонбау Аммендорф»
(ГДР) и на заводе им. X. Цигельски (ПНР).
В СССР сооружение такого стенда предполагается на Кали-
нинском вагоностроительном заводе.
В 1972 г. в г. Пуэбло (США) начато создание каткового стенда,
который должен обеспечить испытания подвижного состава с осе-
выми нагрузками до 36 тс при скоростях движения до 450 км/ч.
Важнейшее значение имеют специальные испытательные
полигоны, представляющие собой обособленные от эксплуата-
ционной сети участки железнодорожных линий, на которых про-
водят экспериментальные исследования различных систем под-
вижного состава в заданных условиях движения. Первым таким
полигоном в мире явилось Опытное кольцо ЦНИИ МПС (ст. Щер-
бинка), построенное в 1932 г., а в последующие годы расширен-
ное и дополненное вспомогательными сооружениями и оборудо-
ванием. В настоящее время это кольцо состоит из трех кольцевых
путей. Наружное кольцо длиной 6000 м представляет в плане
правильную окружность радиусом 956 м. Кольцо расположено
на ровной площадке с возвышением наружного рельса на 90 мм,
что обеспечивает возможность движения подвижного состава
со скоростями до 120—140 км/ч. Второе и третье кольца соору-
жены с переменными планом и профилем пути (радиусы кривых
от 400 до 1200 м, уклоны до 8%), имеют длину около 5700 м и
позволяют развивать скорости движения до 100 км/ч. Первый
путь электрифицирован и на постоянном и на переменном токе.
Испытательное кольцо длиной 8000 м имеется при Ново-
черкасском ордена Ленина электровозостроительном заводе
(НЭВЗ). Допустимая скорость движения на этом кольце 100—
368
120 км/ч. Полигон используют как для технологических целей
(обкатки и сдачи выпускаемых НЭВЗ электровозов), так и для
экспериментальных исследований. Кольцевой испытательный путь,
близкий по размерам к первому кольцу полигона ЦНИИ МПС,
построен при Людиновском тепловозостроительном заводе.
Кроме этих специальных испытательных путей, имеются
также отдельные участки эксплуатационных линий МПС, ис-
пользуемые для испытаний подвижного состава. Вагонострои-
тельная отрасль своего отдельного испытательного полигона
пока не имеет. Создание нового испытательного полигона, при-
способленного для исследования подвижного состава с перспек-
тивными характеристиками, является важной проблемой оте-
чественной промышленности и транспорта. Такой полигон должен
быть рассчитан на скорости движения до 300—350 км/ч и при-
способлен для испытаний как магистрального подвижного состава,
так и городского транспорта.
Хороший испытательный полигон построен в ЧССР в 50 км от
Праги, вблизи г. Велим. Полигон имеет большое испытательное
кольцо (построено в 1963 г.), малое кольцо (построено в 1971 г.)
и вспомогательные сооружения. Большое экспериментальное
кольцо имеет овальную форму в плане и длину 13 277 м. Радиусы
закругления равны 1400 м, длина прямых вставок около 2000 м,
возвышение наружного рельса на кривых 150 мм. Кольцо электри-
фицировано и на переменном и постоянном токах. Есть возмож-
ность регулирования напряжения в контактной сети; допустимо
движение со скоростями до 200 км/ч. Малое кольцо имеет форму
неправильного овала с кривыми радиусами 300—800 м. Общая
длина кольца около 4000 м. Допускаемая скорость движения
на различных его участках 80—120 км/ч. Малое кольцо также
электрифицировано и на переменном и на постоянном токах.
Испытательный полигон в ЧССР используют на договорной ос-
нове многие европейские страны и фирмы. Имеются эксперимен-
тальные полигоны также при научно-исследовательских центрах
железных дорог и промышленных фирм Франции, Англии, ФРГ
и Японии.
Значительные динамические нагрузки, воспринимаемые эле-
ментами вагонов, и задачи обеспечения прочностной надежности
и снижения веса обусловливают важность развития эксперимен-
тальной базы для испытаний узлов вагонов на усталостную проч-
ность. Во ВНИИВ (и его филиалах), ЦНИИ МПС и других орга-
низациях созданы различные стенды, позволяющие исследовать
усталостную прочность натурных узлов вагонов. Оборудование
для испытаний на усталостную прочность имеется также на ваго-
ностроительных заводах. Наибольшее распространение получили
гидропульсаторные установки, позволяющие осуществлять ре-
жим переменного нагружения с асимметричным или симметрич-
ным циклами при частотах 5—10 Гц и амплитудах динамической
нагрузки до 35—50 тс и более.
369
Отметим, что динамическое усилие при испытаниях на гидро-
пульсаторах может быть ограничено малой жесткостью испыту-
емой детали. Тем не менее гидравлические установки удобны
и являются главным средством изучения усталостной прочности
натурных конструкций вагонов. На базе типовых гидропульса-
торных машин созданы стендовые комплексы универсального
и специального назначения. В практике зарубежных стран ис-
пользуется гидропульсаторное оборудование фирм MTS (США),
Амслер, Шенк (ФРГ) и др. Гидропульсаторные стенды имеют
относительно небольшую быстроходность, увеличивающую время
испытаний.
В последние годы в СССР были построены вибрационно-ре-
зонансные стенды с электромагнитным возмущением. Например,
в МИИТе создан комплекс таких стендов для испытаний на уста-
лостную прочность натурных рам тележек. На УВЗ подобный
стенд построен для испытаний на усталостную прочность соеди-
нительных балок четырехосных тележек грузовых вагонов. На
таких стендах частота нагружения зависит от жесткости испыту-
емой конструкции и обычно составляет 20—40 Гц. Кроме электро-
магнитных, известны также резонансные стенды (ЦНИИ МПС,
ЖЗТМ, ДВЗ) с механическим и пневматическим приводами.
На этих стендах возбуждаются колебания массы детали на спе-
циальном упругом основании или массы вагона на рессорном
подвешивании с отключенными гасителями колебаний.
Оригинальную конструкцию имеют стенды с электромехани-
ческим возбуждением, применяемые для испытаний на усталост-
ную прочность натурных образцов осей и валов вагонов и локо-
мотивов. Вибрационные стенды различного типа для испыта-
ний на усталостную прочность подвижного состава имеются
и в исследовательских центрах зарубежных фирм. Например,
в техническом центре фирмы ACF (США) создан стенд для ис-
пытаний натурных грузовых вагонов. Длина стенда 32 м, вы-
сота 5,5 м. Стенд позволяет прикладывать к вагону продольные,
боковые и вертикальные переменные нагрузки.
Важное значение имеют стенды для испытаний вагонов и
их узлов на ударные нагрузки. Наиболее крупные такие соору-
жения — механизированные горки для испытаний натурных ва-
гонов на соударение. Они имеются на экспериментальном поли-
гоне ЦНИИ МПС и на КрВЗ. Запланировано строительство горки
в Калининском филиале ВНИИВ. Горка будет состоять из на-
клонного разгонного участка пути, механизма или устройства
для подъема испытуемого вагона на путь разгона, и массивного
упора в тупике, воспринимающего избыточную энергию вагона
(группы вагонов) при соударении. Механизированная горка
позволяет испытывать вагоны на соударение без локомотива,
а также повышает возможности и точность регулирования режимов
соударения. В частности, на механизированной горке можно
проводить ударные испытания ресурсного характера. Для ис-
370
пытаний деталей автосцепок своеобразный ударный стенд-горка
имеется на БСЗ.
Помимо ударных горок, применяют также копровые установки
различного типа. Например, в ЦНИИ МПС имеется вертикаль-
ная копровая установка с максимальной энергией удара около
40 тс-м. На этом копре испытывают поглощающие аппараты
и другие устройства. Во ВНИИВ и ЦНИИ МПС имеются репети-
ционные копры маятникового типа, позволяющие испытывать
различные узлы на повторно-ударную нагрузку в режиме удар-
ной усталости. При этом есть возможность наносить как сжима-
ющие, так и растягивающие удары и чередовать их. Частота
повторных ударов составляет 1—2 Гц в зависимости от режима
испытаний. При необходимости на копрах осуществим и режим
одиночного удара. На вагоностроительных заводах и во ВНИИВ
имеются также вертикальные копровые установки малой мощ-
ности, приспособленные для испытаний на ударную прочность
крышек разгрузочных люков полувагонов и подобных деталей.
Большое значение для обеспечения надежности вагонов имеют
различные стенды для статических испытаний на прочность.
Особую группу составляют стенды для испытания вагонов (ку-
зовов) продольными сжимающими и растягивающими силами.
Мощная рама такого стенда расположена на уровне оси авто-
сцепки. Длина стенда достигает 30 м. Мощные электрогидрав-
лические домкраты и вспомогательные устройства позволяют
создавать усилия до 400 тс. Стенды для испытаний вагонов на
растяжение-сжатие имеются в Калининском и Рижском филиа-
лах ВНИИВ, в ЦНИИ МПС и на КрВЗ.
Помимо рассмотренных установок, в вагоностроительной про-
мышленности и научно-исследовательских организациях при-
меняют и другие стенды и устройства для проверки и испытаний
различных систем и агрегатов вагонов. Во ВНИИВ, ЦНИИ МПС
и на вагоностроительных заводах имеются стенды для испытаний
тормозного оборудования, редукторов, роликовых букс, эле-
ментов рессорного подвешивания, электрооборудования ваго-
нов и т. д.
Важнейшим средством экспериментальных исследований по-
двгжного состава являются специальные вагоны-лаборатории,
оснащенные приборами и аппаратурой. Эти вагоны-лаборатории
Рис. 145. Планировка вагона-лаборатории:
1 — котельное отделение; 2 — туалет; 3 — кухня; 4 — купе проводников; 5 и 6 —
трехместные купе; 7 — двухместное купе; 8 — зал с приборами для измерений; 9 —
мастерская; 10 — фотолаборатория; 11 — дизельное отделение
371
позволяют исследовать конструкции вагона и его узлов в реаль-
ных режимах эксплуатации. Современные вагоны-лаборатории
оборудуют новейшей измерительной, регистрирующей и анали-
зирующей аппаратурой, включая ЭВМ. Наличие мощных акку-
муляторных батарей и дизель-электрических зарядных агрегатов
обеспечивает возможность длительной регистрации изучаемых
параметров. Применение ЭВМ и специализированных анализи-
рующих устройств ускоряет процесс обработки полученной ин-
формации. Во ВНИИВ и в ЦНИИ МПС созданы вагоны-лабора-
тории для различных видов исследований и испытаний вагонов:
динамико-прочностных, ходовых, тормозных, теплотехнических,
тягово-энергетических и т. д. Планировка одного из вагонов-ла-
бораторий ВНИИВ показана на рис. 145.
Кроме развития экспериментально-исследовательской базы
вагоностроения, важное значение имеет также расширение про-
изводственных мощностей экспериментальных цехов и участков,
где изготавляют и отрабатывают образцы новых опытных кон-
струкций вагонов и их узлов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Автотормозное и пневматическое оборудование подвижного состава
рельсового транспорта. Каталог-справочник. М., НИИИнформтяжмаш, 18-5-75,
1975, 130 с.
2.	Астахов П. Н., Гребенюк П. Т., Скворцова А. И. Справочник по тя-
говым расчетам. М., «Транспорт», 1973. 256 с.
3.	Беленький М. Н. Экономика пассажирских перевозок. М., «Транпорт»,
1974. 272 с.
4.	Беренштейн М. Г., Кузьмич Л. Д., Сапожников С. А. Ускорение испы-
таний нового подвижного состава. — «Железнодорожный транспорт», 1974,
№ 4, с. 61—65.
5.	Вагоны. Конструкция, теория и расчет. Под ред. Л. А. Шадура. М.,
«Транспорт», 1973. 440 с.
6.	Вагоны промышленного транспорта. М., «Металлургия», 1966. 280 с.
Авт.: В. Г. Калмыков, А. И. Качанов, Е. П. Литовченко, А. А. Будрина.
7.	Вагоны СССР. Каталог-справочник. М., НИИИнформтяжмаш, 1975. 198 с.
8.	Вершинский С. В., Данилов В. Н., Челноков И. И. Динамика вагона.
Под ред. д-ра техн, наук С. В. Вершинского. М., «Транспорт», 1972. 304 с.
9.	Грузовые вагоны зарубежных стран. Обзорная информация. М.,
НИИИнформтяжмаш, 5-73-22, 1973. 182 с.
10.	Динамика, прочность и устойчивость вагонов в тяжеловесных и ско-
ростных поездах. Под ред. С. В. Вершинского. —В сб.: Труды ЦНИИ МПС.
Вып. 425. М., «Транспорт», 1970. 208 с.
11.	Железнодорожный транспорт в девятой пятилетке. (Сб. статей). М.,
«Транспорт», 1972. 240 с.
12.	Зворыкин М. И., Черкез В. М. Установки кондиционирования воздуха
и холодильники пассажирских вагонов. М., «Транспорт», 1969. 264 с.
13.	Исследование динамики и прочности пассажирских вагонов. Под ред.
С. И. Соколова. М., «Машиностроение», 1976. 224 с.
14.	Казарииов В. М. Автотормоза. М., «Транспорт», 1974. 240 с.
15.	Конструкция вагонов. Под ред. Л. А. Шадура. М., Трансжелдориздат,
1962. 416 с. Авт.: Л. А. Шадур, И. И. Челноков, Л. Н. Никольский, Г. А. Ка-
занский, Л. А. Коган, В. Ф. Девятков, В. В. Чиркин.
16.	Коломийченко В. В., Голованов В. Г. Автосцепка подвижного состава.
М., «Транспорт», 1973. 192 с.
17.	Кривой А. Л. Цистерны. М., «Транспорт», 1966. 232 с.
18.	Кузьмич Л. Д., Вершинский С. В. Важный этап развития норм и ме-
тодов расчета механической части вагонов. — В сб.: Труды Всесоюзного научно-
исследовательского института вагоностроения. Вып. 19. М., ВНИИВ, 1972,
с. 65—84.
19.	Кузьмич Л. Д. Основные направления развития технического про-
гресса в отрасли вагоностроения. — В сб.: Труды Всесоюзного научно-иссле-
довательского института вагоностроения. Вып. 27. М., ВНИИВ, 1975, с. 3—14.
20.	Кузьмич Л. Д., Кост Е. Л., Самсонова С. А. Прочностные норматив-
ные требования к грузовым и пассажирским вагонам за рубежом. Обзорная
информация. М., НИИИнформтяжмаш, 5-75-24, 1975. 74 с.
373
21.	ЛогиновА. И., А фа насини Н. Е. Вагоны-самосвалы. М., «Машинострое'
ние», 1975. 192 с.
22.	Никольский Е. Н. Оболочки с вырезами типа вагонных кузовов. М.,
Машгиз. 1963. 312 с.
23.	О параметрах перспективной тележки грузовых вагонов. — В сб.: Труды
Всесоюзного научно-исследовательского института вагоностроения. Вып. 20
М., ВНИИВ, 1965, с. 3—21. Авт.: И. С. Анисимов, М. Ф. Вериго, Л. О. Гра-
чева, А. В. Кузнецов, Л. Д. Кузьмич, А. А. Львов, М. М. Соколов.
24.	Пневматическое рессорное подвешивание локомотивов и вагонов. М.,
НИИИнформтяжмаш, 5-69-14, 1969. 78 с.
25.	Проектирование систем управления подвижным составом электриче-
ских железных дорог. М., «Транспорт», 1964. 352 с. Авт.: Н. А. Ротанов, Д. Д. За-
харченко, Е. В. Горчаков, А. В. Плакс, С. В. Милютин, В. И. Некрасов.
26.	Расчет вагонов на прочность. Под ред. Л. А. Шадура. М., «Машино-
строение», 1971. 432 с.
27.	Системы повышения скоростей движения пассажирских поездов в кри-,
вых участках пути за рубежом. Обзорная информация. М., НИИИнформтяжмаш,
5-75-15, 1975. 40 с.
28.	Спиваковский А. Л. Метод выбора материалов для достижения наи-
меньшего веса конструкций пассажирских вагонов. — В сб.: Труды МИИТ.
Вып- 185. М., «Транспорт», 1964, с. 49—57.
29.	Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие. Под ред. Р. А. Ма-
карова. М., «Машиностроение», 1975. 288 с.
30.	Узлы и элементы ходовых частей и автосцепки вагонов. Рефератив-
ная информация. М., НИИИнформтяжмаш, 5-73-24, 1970. 376 с.
31.	Цельнометаллические пассажирские вагоны. М., «Транспорт», 1972.
224 с. Авт.: Г. К. Евтихеев, В. П. Егоров, С. Ф. Самохвалов, И. Н. К°ст.
32.	Чиркин В. В. Основные направления совершенствования параметров
н структуры парка грузовых вагонов. М., «Транспорт», 1972. 304 с.
33.	Чиркин В. В., Вершинский В. В. Технология вагоностроения. М.,
«Машиностроение», 1970. 376 с.
34.	Яковлев И. Н., Шаповаленко М. М. Изотермический подвижной со-
став. М., «Транспорт», 1972. 240 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие (канд. техн, наук Л. Д. Кузьмич) ......................... 3
Глава I. Общие сведения .............................................. 5
§ 1.	Краткий обзор и перспективы развития вагоностроения
в СССР (канд. техн, наук Л. Д. Кузьмич) ....................... 5
§ 2.	Классификация вагонов и их основные технико-экономиче-
ские показатели (канд. техн, наук Л. Д. Кузьмич и инж.
Б. А. Ржавинский) ............................................ 12
Глава II. Основные исходные данные для проектирования вагонов 20
§ 3.	Процесс создания новых вагонов (канд. техн, наук
Л. Д. Кузьмич) ............................................... 20
§ 4.	Требования к габаритным размерам вагонов (канд. техн.
наук Л. Д. Кузьмич)...................................... 25
§ 5.	Требования к прочности и ходовым качествам вагонов (канд.
техн, наук Л. Д. Кузьмич)..................................... 36
§ 6.	Проектирование и расчет сварных соединений в конструк-
циях вагонов (канд. техн, наук Л. Д. Кх'.зьмич и X. И. Пей-
рик).......................................................... 56
§ 7.	Теплотехнические и санитарно-гигиенические требования
(канд. техн, наук X.	И. Пейрик).......................... 62
§ 8.	Материалы, применяемые в вагоностроении (канд. техн,
наук X. И. Пейрик)	.................................... 67
§ 9.	Дополнительные требования, предъявляемые при проек-
тировании вагонов (канд. техн, наук Л. Д. Кузьмич) ...	77
§ 10.	Стандартизация и унификация в вагоностроении (канд.
техн, наук Л. Д. Кузьмич)................................ 86
Глава III. Ходовые части вагонов (канд. техн, наук А. В. Кузне-
цов) ............................................................... 89
§ 11.	Общие сведения о конструкции	ходовых частей............ оу
§ 12.	Колесные пары и буксовые узлы	................... 90
§ 13.	Рессорное подвешивание ................................. 102
§ 14.	Тележки грузовых вагонов ............................... 112
§ 15.	Тележки пассажирских вагонов............................ 116
§ 16.	Особенности ходовых частей зарубежных вагонов ....	121
§ 17.	Перспективы развития ходовых	частей вагонов........... 126
Глава IV. Тормозные устройства вагонов (канд. техн, наук А. В. Куз-
нецов) ............................................................ 130
§ 18.	Основные требования к тормозным устройствам............ 130
§ 19.	Тормозные приборы и механизмы.......................... 182
§ 20.	Тормозные рычажные передачи............................ 145
§ 21.	Перспективы развития тормозных устройств............... 150
Глава V. Автосцепное оборудование вагонов (канд. техн, наук
А. В. Кузнецов).................................................... 153
§ 22.	Основные требования к автосцепному оборудованию . . .	153
§ 23.	Конструкция автосцепки ................................. 157
§ 24.	Поглощающие аппараты.................................... 160
375
§ 25.	Упряжное устройство, центрнругсщий прибор и расценкой
привод....................................................... 163
§ 26.	Перспективы	развития автосцепного оборудования ....	169
Глава	VI. Грузовые	вагоны ........................................ 172
§ 27.	Основные требования к грузовым вагонам (инж. Б. А. Ржа-
винский)..................................................... 172
§ 28.	Платформы (инж. Б. А. Ржавинский)...................... 173
§ 29.	Полувагоны (канд. техн, наук В. И. Кириллов)........... 177
§ 30.	Крытые вагоны (инж. Б. А. Ржавинский).................. 184
§ 31.	Цистерны (инж. Б. А. Ржавинский)....................... 191
§ 32.	Хопперы (инж. Б. А. Ржавинский)........................ 204
§ 33.	Изотермические вагоны (инж. Б. А. Ржавинский) ....	211
§ 34.	Транспортеры (инж. Б. А. Ржавинский)................... 214
§ 35.	Думпкары и другие вагоны промышленного транспорта
(инж. Б. А. Ржавинский)...................................... 220
§ 35.	Особенности зарубежных грузовых вагонов (инж. Б. А. Ржа-
винский) .................................................... 226
§ 37.	Перспективы развития конструкций грузовых вагонов (инж.
Б. А. Ржавинский)....................................... 228
Глава VII. Пассажирские вагоны (канд. техн, наук А. Л. Спиваков-
ский) .............................................................. 232
§ 38.	Основные требования к пассажирским вагонам............. 232
§ 39.	Вагоны дальнего и межобластного сообщения.............. 237
§ 40.	Почтовые и багажные вагоны, вагоны-рестораны.........	245
§ 41.	Вагоны скоростного сообщения........................... 250
§ 42.	Кузова пассажирских вагонов............................ 254
§ 43.	Системы отопления и водоснабжения...................... 264
§ 44.	Системы вентиляции и установки кондиционирования воз-
духа .......................................................  274
§ 45.	Системы электроснабжения и электрооборудования ....	284
§ 46.	Особенности зарубежных	пассажирских вагонов........... 291
§ 47.	Перспективы развития конструкций пассажирских вагонов 296
Глава VIII. Самоходные вагоны...................................... 302
§ 48.	Основные требования к самоходным вагонам (канд. техн.
наук Л. Д. Кузьмич и инж. Б. М. Мысливец)............... 302
§ 49.	Вагоны электропоездов (инж. Б. М. Мысливец)..........	305
§ 50.	Вагоны дизель-поездов (инж. Б. М. Мысливец)............ 328
§ 51.	Вагоны метрополитена и трамвая (канд. техн, наук
В. И. Кириллов).............................................. 335
§ 52.	Перспективы развития конструкций самоходных вагонов
(канд. техн, наук В. И. Кириллов и инж. Б. М. Мысливец) 342
Глава IX. Испытания вагонов и экспериментально-исследователь-
ская база вагоностроения............................................ 347
§ 53.	Значение и виды испытаний (канд. техн, наук Л. Д. Кузь-
мич) ......................................................... 347
§ 54.	Прочностные и ходовые испытания (канд. техн, наук
Л. Д. Кузьмич) .............................................. 352
§ 55.	Теплотехнические испытания (канд. техн, наук Л. Д. Кузь-
мич) ........................................................ 358
§ 56.	Тормозные н тягово-энергетические испытания (канд. техн.
наук В. И. Кириллов) ................................... 361
§ 57.	Эксплуатационные испытания (канд. техн. наук. В. И. Ки-
риллов) ..................................................... 365
§ 58.	Развитие экспериментально-исследовательской базы ваго-
ностроения (канд. техн, наук Л. Д. Кузьмич).................. 366
Список литературы.................................................. 373
376